]> Git Repo - linux.git/blob - mm/slub.c
Merge tag 'x86_cpu_for_v6.12_rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* mm_account_reclaimed_pages() */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/kmsan.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/mempolicy.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/stackdepot.h>
31 #include <linux/debugobjects.h>
32 #include <linux/kallsyms.h>
33 #include <linux/kfence.h>
34 #include <linux/memory.h>
35 #include <linux/math64.h>
36 #include <linux/fault-inject.h>
37 #include <linux/kmemleak.h>
38 #include <linux/stacktrace.h>
39 #include <linux/prefetch.h>
40 #include <linux/memcontrol.h>
41 #include <linux/random.h>
42 #include <kunit/test.h>
43 #include <kunit/test-bug.h>
44 #include <linux/sort.h>
45
46 #include <linux/debugfs.h>
47 #include <trace/events/kmem.h>
48
49 #include "internal.h"
50
51 /*
52  * Lock order:
53  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
54  *   2. node->list_lock (Spinlock)
55  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
56  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches)
57  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
58  *
59  *   slab_mutex
60  *
61  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
62  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
63  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
64  *
65  *   slab_lock
66  *
67  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
68  *   spinlock.
69  *
70  *   The slab_lock is only used on arches that do not have the ability
71  *   to do a cmpxchg_double. It only protects:
72  *
73  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
74  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
75  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
76  *      D. slab->frozen         -> frozen state
77  *
78  *   Frozen slabs
79  *
80  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is
81  *   the cpu slab which is actively allocated from by the processor that
82  *   froze it and it is not on any list. The processor that froze the
83  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
84  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
85  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
86  *   slab's freelist.
87  *
88  *   CPU partial slabs
89  *
90  *   The partially empty slabs cached on the CPU partial list are used
91  *   for performance reasons, which speeds up the allocation process.
92  *   These slabs are not frozen, but are also exempt from list management,
93  *   by clearing the PG_workingset flag when moving out of the node
94  *   partial list. Please see __slab_free() for more details.
95  *
96  *   To sum up, the current scheme is:
97  *   - node partial slab: PG_Workingset && !frozen
98  *   - cpu partial slab: !PG_Workingset && !frozen
99  *   - cpu slab: !PG_Workingset && frozen
100  *   - full slab: !PG_Workingset && !frozen
101  *
102  *   list_lock
103  *
104  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
105  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
106  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
107  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
108  *   modified without taking the list lock).
109  *
110  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
111  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
112  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
113  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
114  *   the list lock.
115  *
116  *   For debug caches, all allocations are forced to go through a list_lock
117  *   protected region to serialize against concurrent validation.
118  *
119  *   cpu_slab->lock local lock
120  *
121  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
122  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
123  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
124  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
125  *
126  *   On PREEMPT_RT, the local lock neither disables interrupts nor preemption
127  *   which means the lockless fastpath cannot be used as it might interfere with
128  *   an in-progress slow path operations. In this case the local lock is always
129  *   taken but it still utilizes the freelist for the common operations.
130  *
131  *   lockless fastpaths
132  *
133  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
134  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
135  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
136  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
137  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
138  *   another cpu.
139  *
140  *   irq, preemption, migration considerations
141  *
142  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
143  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
144  *   to use in the context of an irq.
145  *
146  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
147  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
148  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
149  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
150  *
151  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
152  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
153  *
154  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
155  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
156  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
157  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
158  * cannot scan all objects.
159  *
160  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
161  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
162  * fast frees and allocs.
163  *
164  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
165  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
166  *                      such as satisfying allocations for a specific
167  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
168  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
169  *                      list operations. It is up to the processor holding
170  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
171  *                      when the slab is no longer needed.
172  *
173  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
174  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
175  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
176  *                      freelist that allows lockless access to
177  *                      free objects in addition to the regular freelist
178  *                      that requires the slab lock.
179  *
180  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
181  *                      options set. This moves slab handling out of
182  *                      the fast path and disables lockless freelists.
183  */
184
185 /*
186  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
187  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
188  */
189 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
190 #define slub_get_cpu_ptr(var)           get_cpu_ptr(var)
191 #define slub_put_cpu_ptr(var)           put_cpu_ptr(var)
192 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (true)
193 #else
194 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
195 ({                                      \
196         migrate_disable();              \
197         this_cpu_ptr(var);              \
198 })
199 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
200 do {                                    \
201         (void)(var);                    \
202         migrate_enable();               \
203 } while (0)
204 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (false)
205 #endif
206
207 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
208 #define __fastpath_inline __always_inline
209 #else
210 #define __fastpath_inline
211 #endif
212
213 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
214 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
215 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
216 #else
217 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
218 #endif
219 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
220
221 /* Structure holding parameters for get_partial() call chain */
222 struct partial_context {
223         gfp_t flags;
224         unsigned int orig_size;
225         void *object;
226 };
227
228 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
229 {
230         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
231 }
232
233 static inline bool slub_debug_orig_size(struct kmem_cache *s)
234 {
235         return (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) &&
236                         (s->flags & SLAB_KMALLOC));
237 }
238
239 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
240 {
241         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
242                 p += s->red_left_pad;
243
244         return p;
245 }
246
247 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
248 {
249 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
250         return !kmem_cache_debug(s);
251 #else
252         return false;
253 #endif
254 }
255
256 /*
257  * Issues still to be resolved:
258  *
259  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
260  *
261  * - Variable sizing of the per node arrays
262  */
263
264 /* Enable to log cmpxchg failures */
265 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
266
267 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
268 /*
269  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
270  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
271  */
272 #define MIN_PARTIAL 5
273
274 /*
275  * Maximum number of desirable partial slabs.
276  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
277  * sort the partial list by the number of objects in use.
278  */
279 #define MAX_PARTIAL 10
280 #else
281 #define MIN_PARTIAL 0
282 #define MAX_PARTIAL 0
283 #endif
284
285 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
286                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
287
288 /*
289  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
290  * issues when checking or reading debug information
291  */
292 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
293                                 SLAB_TRACE)
294
295
296 /*
297  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
298  * disabled when slab_debug=O is used and a cache's min order increases with
299  * metadata.
300  */
301 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
302
303 #define OO_SHIFT        16
304 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
305 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
306
307 /* Internal SLUB flags */
308 /* Poison object */
309 #define __OBJECT_POISON         __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_OBJECT_POISON)
310 /* Use cmpxchg_double */
311
312 #ifdef system_has_freelist_aba
313 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_CMPXCHG_DOUBLE)
314 #else
315 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_UNUSED
316 #endif
317
318 /*
319  * Tracking user of a slab.
320  */
321 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
322 struct track {
323         unsigned long addr;     /* Called from address */
324 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
325         depot_stack_handle_t handle;
326 #endif
327         int cpu;                /* Was running on cpu */
328         int pid;                /* Pid context */
329         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
330 };
331
332 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
333
334 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
335 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
336 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
337 #else
338 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
339 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
340                                                         { return 0; }
341 #endif
342
343 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
344 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
345 #else
346 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
347 #endif
348
349 enum stat_item {
350         ALLOC_FASTPATH,         /* Allocation from cpu slab */
351         ALLOC_SLOWPATH,         /* Allocation by getting a new cpu slab */
352         FREE_FASTPATH,          /* Free to cpu slab */
353         FREE_SLOWPATH,          /* Freeing not to cpu slab */
354         FREE_FROZEN,            /* Freeing to frozen slab */
355         FREE_ADD_PARTIAL,       /* Freeing moves slab to partial list */
356         FREE_REMOVE_PARTIAL,    /* Freeing removes last object */
357         ALLOC_FROM_PARTIAL,     /* Cpu slab acquired from node partial list */
358         ALLOC_SLAB,             /* Cpu slab acquired from page allocator */
359         ALLOC_REFILL,           /* Refill cpu slab from slab freelist */
360         ALLOC_NODE_MISMATCH,    /* Switching cpu slab */
361         FREE_SLAB,              /* Slab freed to the page allocator */
362         CPUSLAB_FLUSH,          /* Abandoning of the cpu slab */
363         DEACTIVATE_FULL,        /* Cpu slab was full when deactivated */
364         DEACTIVATE_EMPTY,       /* Cpu slab was empty when deactivated */
365         DEACTIVATE_TO_HEAD,     /* Cpu slab was moved to the head of partials */
366         DEACTIVATE_TO_TAIL,     /* Cpu slab was moved to the tail of partials */
367         DEACTIVATE_REMOTE_FREES,/* Slab contained remotely freed objects */
368         DEACTIVATE_BYPASS,      /* Implicit deactivation */
369         ORDER_FALLBACK,         /* Number of times fallback was necessary */
370         CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL,/* Failures of this_cpu_cmpxchg_double */
371         CMPXCHG_DOUBLE_FAIL,    /* Failures of slab freelist update */
372         CPU_PARTIAL_ALLOC,      /* Used cpu partial on alloc */
373         CPU_PARTIAL_FREE,       /* Refill cpu partial on free */
374         CPU_PARTIAL_NODE,       /* Refill cpu partial from node partial */
375         CPU_PARTIAL_DRAIN,      /* Drain cpu partial to node partial */
376         NR_SLUB_STAT_ITEMS
377 };
378
379 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
380 /*
381  * When changing the layout, make sure freelist and tid are still compatible
382  * with this_cpu_cmpxchg_double() alignment requirements.
383  */
384 struct kmem_cache_cpu {
385         union {
386                 struct {
387                         void **freelist;        /* Pointer to next available object */
388                         unsigned long tid;      /* Globally unique transaction id */
389                 };
390                 freelist_aba_t freelist_tid;
391         };
392         struct slab *slab;      /* The slab from which we are allocating */
393 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
394         struct slab *partial;   /* Partially allocated slabs */
395 #endif
396         local_lock_t lock;      /* Protects the fields above */
397 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
398         unsigned int stat[NR_SLUB_STAT_ITEMS];
399 #endif
400 };
401 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
402
403 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
404 {
405 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
406         /*
407          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
408          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
409          */
410         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
411 #endif
412 }
413
414 static inline
415 void stat_add(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si, int v)
416 {
417 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
418         raw_cpu_add(s->cpu_slab->stat[si], v);
419 #endif
420 }
421
422 /*
423  * The slab lists for all objects.
424  */
425 struct kmem_cache_node {
426         spinlock_t list_lock;
427         unsigned long nr_partial;
428         struct list_head partial;
429 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
430         atomic_long_t nr_slabs;
431         atomic_long_t total_objects;
432         struct list_head full;
433 #endif
434 };
435
436 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
437 {
438         return s->node[node];
439 }
440
441 /*
442  * Iterator over all nodes. The body will be executed for each node that has
443  * a kmem_cache_node structure allocated (which is true for all online nodes)
444  */
445 #define for_each_kmem_cache_node(__s, __node, __n) \
446         for (__node = 0; __node < nr_node_ids; __node++) \
447                  if ((__n = get_node(__s, __node)))
448
449 /*
450  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
451  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
452  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
453  * Protected by slab_mutex.
454  */
455 static nodemask_t slab_nodes;
456
457 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
458 /*
459  * Workqueue used for flush_cpu_slab().
460  */
461 static struct workqueue_struct *flushwq;
462 #endif
463
464 /********************************************************************
465  *                      Core slab cache functions
466  *******************************************************************/
467
468 /*
469  * freeptr_t represents a SLUB freelist pointer, which might be encoded
470  * and not dereferenceable if CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED is enabled.
471  */
472 typedef struct { unsigned long v; } freeptr_t;
473
474 /*
475  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
476  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
477  * random number.
478  */
479 static inline freeptr_t freelist_ptr_encode(const struct kmem_cache *s,
480                                             void *ptr, unsigned long ptr_addr)
481 {
482         unsigned long encoded;
483
484 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
485         encoded = (unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr);
486 #else
487         encoded = (unsigned long)ptr;
488 #endif
489         return (freeptr_t){.v = encoded};
490 }
491
492 static inline void *freelist_ptr_decode(const struct kmem_cache *s,
493                                         freeptr_t ptr, unsigned long ptr_addr)
494 {
495         void *decoded;
496
497 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
498         decoded = (void *)(ptr.v ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
499 #else
500         decoded = (void *)ptr.v;
501 #endif
502         return decoded;
503 }
504
505 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
506 {
507         unsigned long ptr_addr;
508         freeptr_t p;
509
510         object = kasan_reset_tag(object);
511         ptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
512         p = *(freeptr_t *)(ptr_addr);
513         return freelist_ptr_decode(s, p, ptr_addr);
514 }
515
516 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
517 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
518 {
519         prefetchw(object + s->offset);
520 }
521 #endif
522
523 /*
524  * When running under KMSAN, get_freepointer_safe() may return an uninitialized
525  * pointer value in the case the current thread loses the race for the next
526  * memory chunk in the freelist. In that case this_cpu_cmpxchg_double() in
527  * slab_alloc_node() will fail, so the uninitialized value won't be used, but
528  * KMSAN will still check all arguments of cmpxchg because of imperfect
529  * handling of inline assembly.
530  * To work around this problem, we apply __no_kmsan_checks to ensure that
531  * get_freepointer_safe() returns initialized memory.
532  */
533 __no_kmsan_checks
534 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
535 {
536         unsigned long freepointer_addr;
537         freeptr_t p;
538
539         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
540                 return get_freepointer(s, object);
541
542         object = kasan_reset_tag(object);
543         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
544         copy_from_kernel_nofault(&p, (freeptr_t *)freepointer_addr, sizeof(p));
545         return freelist_ptr_decode(s, p, freepointer_addr);
546 }
547
548 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
549 {
550         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
551
552 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
553         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
554 #endif
555
556         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
557         *(freeptr_t *)freeptr_addr = freelist_ptr_encode(s, fp, freeptr_addr);
558 }
559
560 /*
561  * See comment in calculate_sizes().
562  */
563 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
564 {
565         return s->offset >= s->inuse;
566 }
567
568 /*
569  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
570  * not overlapping with object.
571  */
572 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
573 {
574         if (freeptr_outside_object(s))
575                 return s->inuse + sizeof(void *);
576         else
577                 return s->inuse;
578 }
579
580 /* Loop over all objects in a slab */
581 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
582         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
583                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
584                 __p += (__s)->size)
585
586 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
587 {
588         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
592                 unsigned int size)
593 {
594         struct kmem_cache_order_objects x = {
595                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
596         };
597
598         return x;
599 }
600
601 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
602 {
603         return x.x >> OO_SHIFT;
604 }
605
606 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
607 {
608         return x.x & OO_MASK;
609 }
610
611 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
612 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
613 {
614         unsigned int nr_slabs;
615
616         s->cpu_partial = nr_objects;
617
618         /*
619          * We take the number of objects but actually limit the number of
620          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
621          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
622          * be half-full.
623          */
624         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
625         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
626 }
627
628 static inline unsigned int slub_get_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
629 {
630         return s->cpu_partial_slabs;
631 }
632 #else
633 static inline void
634 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
635 {
636 }
637
638 static inline unsigned int slub_get_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
639 {
640         return 0;
641 }
642 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
643
644 /*
645  * Per slab locking using the pagelock
646  */
647 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab)
648 {
649         bit_spin_lock(PG_locked, &slab->__page_flags);
650 }
651
652 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab)
653 {
654         bit_spin_unlock(PG_locked, &slab->__page_flags);
655 }
656
657 static inline bool
658 __update_freelist_fast(struct slab *slab,
659                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
660                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
661 {
662 #ifdef system_has_freelist_aba
663         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = counters_old };
664         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = counters_new };
665
666         return try_cmpxchg_freelist(&slab->freelist_counter.full, &old.full, new.full);
667 #else
668         return false;
669 #endif
670 }
671
672 static inline bool
673 __update_freelist_slow(struct slab *slab,
674                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
675                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
676 {
677         bool ret = false;
678
679         slab_lock(slab);
680         if (slab->freelist == freelist_old &&
681             slab->counters == counters_old) {
682                 slab->freelist = freelist_new;
683                 slab->counters = counters_new;
684                 ret = true;
685         }
686         slab_unlock(slab);
687
688         return ret;
689 }
690
691 /*
692  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
693  * by an _irqsave() lock variant. On PREEMPT_RT the preempt_disable(), which is
694  * part of bit_spin_lock(), is sufficient because the policy is not to allow any
695  * allocation/ free operation in hardirq context. Therefore nothing can
696  * interrupt the operation.
697  */
698 static inline bool __slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
699                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
700                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
701                 const char *n)
702 {
703         bool ret;
704
705         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH())
706                 lockdep_assert_irqs_disabled();
707
708         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
709                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
710                                             freelist_new, counters_new);
711         } else {
712                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
713                                             freelist_new, counters_new);
714         }
715         if (likely(ret))
716                 return true;
717
718         cpu_relax();
719         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
720
721 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
722         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
723 #endif
724
725         return false;
726 }
727
728 static inline bool slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
729                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
730                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
731                 const char *n)
732 {
733         bool ret;
734
735         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
736                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
737                                             freelist_new, counters_new);
738         } else {
739                 unsigned long flags;
740
741                 local_irq_save(flags);
742                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
743                                             freelist_new, counters_new);
744                 local_irq_restore(flags);
745         }
746         if (likely(ret))
747                 return true;
748
749         cpu_relax();
750         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
751
752 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
753         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
754 #endif
755
756         return false;
757 }
758
759 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
760 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
761 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
762
763 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
764                        struct slab *slab)
765 {
766         void *addr = slab_address(slab);
767         void *p;
768
769         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
770
771         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
772                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
773 }
774
775 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
776 static bool slab_add_kunit_errors(void)
777 {
778         struct kunit_resource *resource;
779
780         if (!kunit_get_current_test())
781                 return false;
782
783         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
784         if (!resource)
785                 return false;
786
787         (*(int *)resource->data)++;
788         kunit_put_resource(resource);
789         return true;
790 }
791
792 static bool slab_in_kunit_test(void)
793 {
794         struct kunit_resource *resource;
795
796         if (!kunit_get_current_test())
797                 return false;
798
799         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
800         if (!resource)
801                 return false;
802
803         kunit_put_resource(resource);
804         return true;
805 }
806 #else
807 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
808 static inline bool slab_in_kunit_test(void) { return false; }
809 #endif
810
811 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
812 {
813         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
814                 return s->size - s->red_left_pad;
815
816         return s->size;
817 }
818
819 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
820 {
821         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
822                 p -= s->red_left_pad;
823
824         return p;
825 }
826
827 /*
828  * Debug settings:
829  */
830 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
831 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
832 #else
833 static slab_flags_t slub_debug;
834 #endif
835
836 static char *slub_debug_string;
837 static int disable_higher_order_debug;
838
839 /*
840  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
841  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
842  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
843  * to tell kasan that these accesses are OK.
844  */
845 static inline void metadata_access_enable(void)
846 {
847         kasan_disable_current();
848         kmsan_disable_current();
849 }
850
851 static inline void metadata_access_disable(void)
852 {
853         kmsan_enable_current();
854         kasan_enable_current();
855 }
856
857 /*
858  * Object debugging
859  */
860
861 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
862 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
863                                 struct slab *slab, void *object)
864 {
865         void *base;
866
867         if (!object)
868                 return 1;
869
870         base = slab_address(slab);
871         object = kasan_reset_tag(object);
872         object = restore_red_left(s, object);
873         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
874                 (object - base) % s->size) {
875                 return 0;
876         }
877
878         return 1;
879 }
880
881 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
882                           unsigned int length)
883 {
884         metadata_access_enable();
885         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
886                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
887         metadata_access_disable();
888 }
889
890 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
891         enum track_item alloc)
892 {
893         struct track *p;
894
895         p = object + get_info_end(s);
896
897         return kasan_reset_tag(p + alloc);
898 }
899
900 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
901 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
902 {
903         depot_stack_handle_t handle;
904         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
905         unsigned int nr_entries;
906
907         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
908         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
909
910         return handle;
911 }
912 #else
913 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
914 {
915         return 0;
916 }
917 #endif
918
919 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
920                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
921                              depot_stack_handle_t handle)
922 {
923         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
924
925 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
926         p->handle = handle;
927 #endif
928         p->addr = addr;
929         p->cpu = smp_processor_id();
930         p->pid = current->pid;
931         p->when = jiffies;
932 }
933
934 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
935                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
936 {
937         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
938
939         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
940 }
941
942 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
943 {
944         struct track *p;
945
946         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
947                 return;
948
949         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
950         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
951 }
952
953 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
954 {
955         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
956
957         if (!t->addr)
958                 return;
959
960         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
961                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
962 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
963         handle = READ_ONCE(t->handle);
964         if (handle)
965                 stack_depot_print(handle);
966         else
967                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
968 #endif
969 }
970
971 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
972 {
973         unsigned long pr_time = jiffies;
974         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
975                 return;
976
977         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
978         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
979 }
980
981 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
982 {
983         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
984                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
985                &slab->__page_flags);
986 }
987
988 /*
989  * kmalloc caches has fixed sizes (mostly power of 2), and kmalloc() API
990  * family will round up the real request size to these fixed ones, so
991  * there could be an extra area than what is requested. Save the original
992  * request size in the meta data area, for better debug and sanity check.
993  */
994 static inline void set_orig_size(struct kmem_cache *s,
995                                 void *object, unsigned int orig_size)
996 {
997         void *p = kasan_reset_tag(object);
998         unsigned int kasan_meta_size;
999
1000         if (!slub_debug_orig_size(s))
1001                 return;
1002
1003         /*
1004          * KASAN can save its free meta data inside of the object at offset 0.
1005          * If this meta data size is larger than 'orig_size', it will overlap
1006          * the data redzone in [orig_size+1, object_size]. Thus, we adjust
1007          * 'orig_size' to be as at least as big as KASAN's meta data.
1008          */
1009         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1010         if (kasan_meta_size > orig_size)
1011                 orig_size = kasan_meta_size;
1012
1013         p += get_info_end(s);
1014         p += sizeof(struct track) * 2;
1015
1016         *(unsigned int *)p = orig_size;
1017 }
1018
1019 static inline unsigned int get_orig_size(struct kmem_cache *s, void *object)
1020 {
1021         void *p = kasan_reset_tag(object);
1022
1023         if (!slub_debug_orig_size(s))
1024                 return s->object_size;
1025
1026         p += get_info_end(s);
1027         p += sizeof(struct track) * 2;
1028
1029         return *(unsigned int *)p;
1030 }
1031
1032 void skip_orig_size_check(struct kmem_cache *s, const void *object)
1033 {
1034         set_orig_size(s, (void *)object, s->object_size);
1035 }
1036
1037 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1038 {
1039         struct va_format vaf;
1040         va_list args;
1041
1042         va_start(args, fmt);
1043         vaf.fmt = fmt;
1044         vaf.va = &args;
1045         pr_err("=============================================================================\n");
1046         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
1047         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
1048         va_end(args);
1049 }
1050
1051 __printf(2, 3)
1052 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1053 {
1054         struct va_format vaf;
1055         va_list args;
1056
1057         if (slab_add_kunit_errors())
1058                 return;
1059
1060         va_start(args, fmt);
1061         vaf.fmt = fmt;
1062         vaf.va = &args;
1063         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
1064         va_end(args);
1065 }
1066
1067 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1068 {
1069         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
1070         u8 *addr = slab_address(slab);
1071
1072         print_tracking(s, p);
1073
1074         print_slab_info(slab);
1075
1076         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
1077                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
1078
1079         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1080                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
1081                               s->red_left_pad);
1082         else if (p > addr + 16)
1083                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
1084
1085         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
1086                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
1087         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1088                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
1089                         s->inuse - s->object_size);
1090
1091         off = get_info_end(s);
1092
1093         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1094                 off += 2 * sizeof(struct track);
1095
1096         if (slub_debug_orig_size(s))
1097                 off += sizeof(unsigned int);
1098
1099         off += kasan_metadata_size(s, false);
1100
1101         if (off != size_from_object(s))
1102                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
1103                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
1104                               size_from_object(s) - off);
1105
1106         dump_stack();
1107 }
1108
1109 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1110                         u8 *object, char *reason)
1111 {
1112         if (slab_add_kunit_errors())
1113                 return;
1114
1115         slab_bug(s, "%s", reason);
1116         print_trailer(s, slab, object);
1117         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1118 }
1119
1120 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1121                                void **freelist, void *nextfree)
1122 {
1123         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
1124             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
1125                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
1126                 *freelist = NULL;
1127                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
1128                 return true;
1129         }
1130
1131         return false;
1132 }
1133
1134 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1135                         const char *fmt, ...)
1136 {
1137         va_list args;
1138         char buf[100];
1139
1140         if (slab_add_kunit_errors())
1141                 return;
1142
1143         va_start(args, fmt);
1144         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1145         va_end(args);
1146         slab_bug(s, "%s", buf);
1147         print_slab_info(slab);
1148         dump_stack();
1149         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1150 }
1151
1152 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
1153 {
1154         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
1155         unsigned int poison_size = s->object_size;
1156
1157         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1158                 /*
1159                  * Here and below, avoid overwriting the KMSAN shadow. Keeping
1160                  * the shadow makes it possible to distinguish uninit-value
1161                  * from use-after-free.
1162                  */
1163                 memset_no_sanitize_memory(p - s->red_left_pad, val,
1164                                           s->red_left_pad);
1165
1166                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1167                         /*
1168                          * Redzone the extra allocated space by kmalloc than
1169                          * requested, and the poison size will be limited to
1170                          * the original request size accordingly.
1171                          */
1172                         poison_size = get_orig_size(s, object);
1173                 }
1174         }
1175
1176         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
1177                 memset_no_sanitize_memory(p, POISON_FREE, poison_size - 1);
1178                 memset_no_sanitize_memory(p + poison_size - 1, POISON_END, 1);
1179         }
1180
1181         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1182                 memset_no_sanitize_memory(p + poison_size, val,
1183                                           s->inuse - poison_size);
1184 }
1185
1186 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
1187                                                 void *from, void *to)
1188 {
1189         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
1190         memset(from, data, to - from);
1191 }
1192
1193 #ifdef CONFIG_KMSAN
1194 #define pad_check_attributes noinline __no_kmsan_checks
1195 #else
1196 #define pad_check_attributes
1197 #endif
1198
1199 static pad_check_attributes int
1200 check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1201                        u8 *object, char *what,
1202                        u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
1203 {
1204         u8 *fault;
1205         u8 *end;
1206         u8 *addr = slab_address(slab);
1207
1208         metadata_access_enable();
1209         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
1210         metadata_access_disable();
1211         if (!fault)
1212                 return 1;
1213
1214         end = start + bytes;
1215         while (end > fault && end[-1] == value)
1216                 end--;
1217
1218         if (slab_add_kunit_errors())
1219                 goto skip_bug_print;
1220
1221         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
1222         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
1223                                         fault, end - 1, fault - addr,
1224                                         fault[0], value);
1225
1226 skip_bug_print:
1227         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Object layout:
1233  *
1234  * object address
1235  *      Bytes of the object to be managed.
1236  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1237  *      pointer is at the middle of the object.
1238  *
1239  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1240  *      0xa5 (POISON_END)
1241  *
1242  * object + s->object_size
1243  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1244  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1245  *      object_size == inuse.
1246  *
1247  *      We fill with 0xbb (SLUB_RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1248  *      0xcc (SLUB_RED_ACTIVE) for objects in use.
1249  *
1250  * object + s->inuse
1251  *      Meta data starts here.
1252  *
1253  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1254  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1255  *      C. Original request size for kmalloc object (SLAB_STORE_USER enabled)
1256  *      D. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1257  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1258  *              before the word boundary.
1259  *
1260  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1261  *
1262  * object + s->size
1263  *      Nothing is used beyond s->size.
1264  *
1265  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1266  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1267  * may be used with merged slabcaches.
1268  */
1269
1270 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1271 {
1272         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1273
1274         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
1275                 /* We also have user information there */
1276                 off += 2 * sizeof(struct track);
1277
1278                 if (s->flags & SLAB_KMALLOC)
1279                         off += sizeof(unsigned int);
1280         }
1281
1282         off += kasan_metadata_size(s, false);
1283
1284         if (size_from_object(s) == off)
1285                 return 1;
1286
1287         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1288                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1289 }
1290
1291 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1292 static pad_check_attributes void
1293 slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1294 {
1295         u8 *start;
1296         u8 *fault;
1297         u8 *end;
1298         u8 *pad;
1299         int length;
1300         int remainder;
1301
1302         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1303                 return;
1304
1305         start = slab_address(slab);
1306         length = slab_size(slab);
1307         end = start + length;
1308         remainder = length % s->size;
1309         if (!remainder)
1310                 return;
1311
1312         pad = end - remainder;
1313         metadata_access_enable();
1314         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1315         metadata_access_disable();
1316         if (!fault)
1317                 return;
1318         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1319                 end--;
1320
1321         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1322                         fault, end - 1, fault - start);
1323         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1324
1325         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1326 }
1327
1328 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1329                                         void *object, u8 val)
1330 {
1331         u8 *p = object;
1332         u8 *endobject = object + s->object_size;
1333         unsigned int orig_size, kasan_meta_size;
1334         int ret = 1;
1335
1336         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1337                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1338                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1339                         ret = 0;
1340
1341                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1342                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1343                         ret = 0;
1344
1345                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1346                         orig_size = get_orig_size(s, object);
1347
1348                         if (s->object_size > orig_size  &&
1349                                 !check_bytes_and_report(s, slab, object,
1350                                         "kmalloc Redzone", p + orig_size,
1351                                         val, s->object_size - orig_size)) {
1352                                 ret = 0;
1353                         }
1354                 }
1355         } else {
1356                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1357                         if (!check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1358                                 endobject, POISON_INUSE,
1359                                 s->inuse - s->object_size))
1360                                 ret = 0;
1361                 }
1362         }
1363
1364         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1365                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON)) {
1366                         /*
1367                          * KASAN can save its free meta data inside of the
1368                          * object at offset 0. Thus, skip checking the part of
1369                          * the redzone that overlaps with the meta data.
1370                          */
1371                         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1372                         if (kasan_meta_size < s->object_size - 1 &&
1373                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison",
1374                                         p + kasan_meta_size, POISON_FREE,
1375                                         s->object_size - kasan_meta_size - 1))
1376                                 ret = 0;
1377                         if (kasan_meta_size < s->object_size &&
1378                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1379                                         p + s->object_size - 1, POISON_END, 1))
1380                                 ret = 0;
1381                 }
1382                 /*
1383                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1384                  */
1385                 if (!check_pad_bytes(s, slab, p))
1386                         ret = 0;
1387         }
1388
1389         /*
1390          * Cannot check freepointer while object is allocated if
1391          * object and freepointer overlap.
1392          */
1393         if ((freeptr_outside_object(s) || val != SLUB_RED_ACTIVE) &&
1394             !check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1395                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1396                 /*
1397                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1398                  * of the free objects in this slab. May cause
1399                  * another error because the object count is now wrong.
1400                  */
1401                 set_freepointer(s, p, NULL);
1402                 ret = 0;
1403         }
1404
1405         if (!ret && !slab_in_kunit_test()) {
1406                 print_trailer(s, slab, object);
1407                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1408         }
1409
1410         return ret;
1411 }
1412
1413 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1414 {
1415         int maxobj;
1416
1417         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1418                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1419                 return 0;
1420         }
1421
1422         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1423         if (slab->objects > maxobj) {
1424                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1425                         slab->objects, maxobj);
1426                 return 0;
1427         }
1428         if (slab->inuse > slab->objects) {
1429                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1430                         slab->inuse, slab->objects);
1431                 return 0;
1432         }
1433         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1434         slab_pad_check(s, slab);
1435         return 1;
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1440  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1441  */
1442 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1443 {
1444         int nr = 0;
1445         void *fp;
1446         void *object = NULL;
1447         int max_objects;
1448
1449         fp = slab->freelist;
1450         while (fp && nr <= slab->objects) {
1451                 if (fp == search)
1452                         return 1;
1453                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1454                         if (object) {
1455                                 object_err(s, slab, object,
1456                                         "Freechain corrupt");
1457                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1458                         } else {
1459                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1460                                 slab->freelist = NULL;
1461                                 slab->inuse = slab->objects;
1462                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1463                                 return 0;
1464                         }
1465                         break;
1466                 }
1467                 object = fp;
1468                 fp = get_freepointer(s, object);
1469                 nr++;
1470         }
1471
1472         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1473         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1474                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1475
1476         if (slab->objects != max_objects) {
1477                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1478                          slab->objects, max_objects);
1479                 slab->objects = max_objects;
1480                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1481         }
1482         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1483                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1484                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1485                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1486                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1487         }
1488         return search == NULL;
1489 }
1490
1491 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1492                                                                 int alloc)
1493 {
1494         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1495                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1496                         s->name,
1497                         alloc ? "alloc" : "free",
1498                         object, slab->inuse,
1499                         slab->freelist);
1500
1501                 if (!alloc)
1502                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1503                                         s->object_size);
1504
1505                 dump_stack();
1506         }
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1511  */
1512 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1513         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1514 {
1515         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1516                 return;
1517
1518         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1519         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1520 }
1521
1522 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1523 {
1524         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1525                 return;
1526
1527         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1528         list_del(&slab->slab_list);
1529 }
1530
1531 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1532 {
1533         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1534 }
1535
1536 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1537 {
1538         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1539
1540         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1541         atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1542 }
1543 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1544 {
1545         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1546
1547         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1548         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1549 }
1550
1551 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1552 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1553 {
1554         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1555                 return;
1556
1557         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1558         init_tracking(s, object);
1559 }
1560
1561 static
1562 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1563 {
1564         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1565                 return;
1566
1567         metadata_access_enable();
1568         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1569         metadata_access_disable();
1570 }
1571
1572 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1573                                         struct slab *slab, void *object)
1574 {
1575         if (!check_slab(s, slab))
1576                 return 0;
1577
1578         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1579                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1580                 return 0;
1581         }
1582
1583         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1584                 return 0;
1585
1586         return 1;
1587 }
1588
1589 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1590                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1591 {
1592         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1593                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1594                         goto bad;
1595         }
1596
1597         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1598         trace(s, slab, object, 1);
1599         set_orig_size(s, object, orig_size);
1600         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1601         return true;
1602
1603 bad:
1604         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1605                 /*
1606                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1607                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1608                  * as used avoids touching the remaining objects.
1609                  */
1610                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1611                 slab->inuse = slab->objects;
1612                 slab->freelist = NULL;
1613         }
1614         return false;
1615 }
1616
1617 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1618                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1619 {
1620         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1621                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1622                 return 0;
1623         }
1624
1625         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1626                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1627                 return 0;
1628         }
1629
1630         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1631                 return 0;
1632
1633         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1634                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1635                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1636                                  object);
1637                 } else if (!slab->slab_cache) {
1638                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1639                                object);
1640                         dump_stack();
1641                 } else
1642                         object_err(s, slab, object,
1643                                         "page slab pointer corrupt.");
1644                 return 0;
1645         }
1646         return 1;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Parse a block of slab_debug options. Blocks are delimited by ';'
1651  *
1652  * @str:    start of block
1653  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1654  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1655  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1656  *
1657  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1658  */
1659 static char *
1660 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1661 {
1662         bool higher_order_disable = false;
1663
1664         /* Skip any completely empty blocks */
1665         while (*str && *str == ';')
1666                 str++;
1667
1668         if (*str == ',') {
1669                 /*
1670                  * No options but restriction on slabs. This means full
1671                  * debugging for slabs matching a pattern.
1672                  */
1673                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1674                 goto check_slabs;
1675         }
1676         *flags = 0;
1677
1678         /* Determine which debug features should be switched on */
1679         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1680                 switch (tolower(*str)) {
1681                 case '-':
1682                         *flags = 0;
1683                         break;
1684                 case 'f':
1685                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1686                         break;
1687                 case 'z':
1688                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1689                         break;
1690                 case 'p':
1691                         *flags |= SLAB_POISON;
1692                         break;
1693                 case 'u':
1694                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1695                         break;
1696                 case 't':
1697                         *flags |= SLAB_TRACE;
1698                         break;
1699                 case 'a':
1700                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1701                         break;
1702                 case 'o':
1703                         /*
1704                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1705                          * order would increase as a result.
1706                          */
1707                         higher_order_disable = true;
1708                         break;
1709                 default:
1710                         if (init)
1711                                 pr_err("slab_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1712                 }
1713         }
1714 check_slabs:
1715         if (*str == ',')
1716                 *slabs = ++str;
1717         else
1718                 *slabs = NULL;
1719
1720         /* Skip over the slab list */
1721         while (*str && *str != ';')
1722                 str++;
1723
1724         /* Skip any completely empty blocks */
1725         while (*str && *str == ';')
1726                 str++;
1727
1728         if (init && higher_order_disable)
1729                 disable_higher_order_debug = 1;
1730
1731         if (*str)
1732                 return str;
1733         else
1734                 return NULL;
1735 }
1736
1737 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1738 {
1739         slab_flags_t flags;
1740         slab_flags_t global_flags;
1741         char *saved_str;
1742         char *slab_list;
1743         bool global_slub_debug_changed = false;
1744         bool slab_list_specified = false;
1745
1746         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1747         if (*str++ != '=' || !*str)
1748                 /*
1749                  * No options specified. Switch on full debugging.
1750                  */
1751                 goto out;
1752
1753         saved_str = str;
1754         while (str) {
1755                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1756
1757                 if (!slab_list) {
1758                         global_flags = flags;
1759                         global_slub_debug_changed = true;
1760                 } else {
1761                         slab_list_specified = true;
1762                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1763                                 stack_depot_request_early_init();
1764                 }
1765         }
1766
1767         /*
1768          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1769          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1770          * slab_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1771          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1772          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1773          */
1774         if (slab_list_specified) {
1775                 if (!global_slub_debug_changed)
1776                         global_flags = slub_debug;
1777                 slub_debug_string = saved_str;
1778         }
1779 out:
1780         slub_debug = global_flags;
1781         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1782                 stack_depot_request_early_init();
1783         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1784                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1785         else
1786                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1787         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1788              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1789             (slub_debug & SLAB_POISON))
1790                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1791         return 1;
1792 }
1793
1794 __setup("slab_debug", setup_slub_debug);
1795 __setup_param("slub_debug", slub_debug, setup_slub_debug, 0);
1796
1797 /*
1798  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1799  * @flags:              flags to set
1800  * @name:               name of the cache
1801  *
1802  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1803  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1804  * slab_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1805  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1806  */
1807 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1808 {
1809         char *iter;
1810         size_t len;
1811         char *next_block;
1812         slab_flags_t block_flags;
1813         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1814
1815         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1816                 return flags;
1817
1818         /*
1819          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1820          * don't store user (stack trace) information by default,
1821          * but let the user enable it via the command line below.
1822          */
1823         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1824                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1825
1826         len = strlen(name);
1827         next_block = slub_debug_string;
1828         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1829         while (next_block) {
1830                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1831                 if (!iter)
1832                         continue;
1833                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1834                 while (*iter) {
1835                         char *end, *glob;
1836                         size_t cmplen;
1837
1838                         end = strchrnul(iter, ',');
1839                         if (next_block && next_block < end)
1840                                 end = next_block - 1;
1841
1842                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1843                         if (glob)
1844                                 cmplen = glob - iter;
1845                         else
1846                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1847
1848                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1849                                 flags |= block_flags;
1850                                 return flags;
1851                         }
1852
1853                         if (!*end || *end == ';')
1854                                 break;
1855                         iter = end + 1;
1856                 }
1857         }
1858
1859         return flags | slub_debug_local;
1860 }
1861 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1862 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1863 static inline
1864 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1865
1866 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1867         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1868
1869 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1870         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1871         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1872
1873 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1874 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1875                         void *object, u8 val) { return 1; }
1876 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1877 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1878                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1879 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1880                                         struct slab *slab) {}
1881 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1882                                         struct slab *slab) {}
1883 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1884 {
1885         return flags;
1886 }
1887 #define slub_debug 0
1888
1889 #define disable_higher_order_debug 0
1890
1891 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1892                                                         { return 0; }
1893 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1894                                                         int objects) {}
1895 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1896                                                         int objects) {}
1897
1898 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1899 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1900                                void **freelist, void *nextfree)
1901 {
1902         return false;
1903 }
1904 #endif
1905 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1906
1907 #ifdef CONFIG_SLAB_OBJ_EXT
1908
1909 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG
1910
1911 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts)
1912 {
1913         struct slabobj_ext *slab_exts;
1914         struct slab *obj_exts_slab;
1915
1916         obj_exts_slab = virt_to_slab(obj_exts);
1917         slab_exts = slab_obj_exts(obj_exts_slab);
1918         if (slab_exts) {
1919                 unsigned int offs = obj_to_index(obj_exts_slab->slab_cache,
1920                                                  obj_exts_slab, obj_exts);
1921                 /* codetag should be NULL */
1922                 WARN_ON(slab_exts[offs].ref.ct);
1923                 set_codetag_empty(&slab_exts[offs].ref);
1924         }
1925 }
1926
1927 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab)
1928 {
1929         slab->obj_exts = OBJEXTS_ALLOC_FAIL;
1930 }
1931
1932 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1933                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects)
1934 {
1935         /*
1936          * If vector previously failed to allocate then we have live
1937          * objects with no tag reference. Mark all references in this
1938          * vector as empty to avoid warnings later on.
1939          */
1940         if (obj_exts & OBJEXTS_ALLOC_FAIL) {
1941                 unsigned int i;
1942
1943                 for (i = 0; i < objects; i++)
1944                         set_codetag_empty(&vec[i].ref);
1945         }
1946 }
1947
1948 #else /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1949
1950 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts) {}
1951 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab) {}
1952 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1953                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects) {}
1954
1955 #endif /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1956
1957 /*
1958  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
1959  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
1960  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
1961  */
1962 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
1963                                 __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
1964
1965 int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
1966                         gfp_t gfp, bool new_slab)
1967 {
1968         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
1969         unsigned long new_exts;
1970         unsigned long old_exts;
1971         struct slabobj_ext *vec;
1972
1973         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
1974         /* Prevent recursive extension vector allocation */
1975         gfp |= __GFP_NO_OBJ_EXT;
1976         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct slabobj_ext), gfp,
1977                            slab_nid(slab));
1978         if (!vec) {
1979                 /* Mark vectors which failed to allocate */
1980                 if (new_slab)
1981                         mark_failed_objexts_alloc(slab);
1982
1983                 return -ENOMEM;
1984         }
1985
1986         new_exts = (unsigned long)vec;
1987 #ifdef CONFIG_MEMCG
1988         new_exts |= MEMCG_DATA_OBJEXTS;
1989 #endif
1990         old_exts = READ_ONCE(slab->obj_exts);
1991         handle_failed_objexts_alloc(old_exts, vec, objects);
1992         if (new_slab) {
1993                 /*
1994                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
1995                  * obj_exts, no synchronization is required and obj_exts can
1996                  * be simply assigned.
1997                  */
1998                 slab->obj_exts = new_exts;
1999         } else if ((old_exts & ~OBJEXTS_FLAGS_MASK) ||
2000                    cmpxchg(&slab->obj_exts, old_exts, new_exts) != old_exts) {
2001                 /*
2002                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
2003                  * assign slabobj_exts in parallel. In this case the existing
2004                  * objcg vector should be reused.
2005                  */
2006                 mark_objexts_empty(vec);
2007                 kfree(vec);
2008                 return 0;
2009         }
2010
2011         kmemleak_not_leak(vec);
2012         return 0;
2013 }
2014
2015 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2016 {
2017         struct slabobj_ext *obj_exts;
2018
2019         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2020         if (!obj_exts)
2021                 return;
2022
2023         /*
2024          * obj_exts was created with __GFP_NO_OBJ_EXT flag, therefore its
2025          * corresponding extension will be NULL. alloc_tag_sub() will throw a
2026          * warning if slab has extensions but the extension of an object is
2027          * NULL, therefore replace NULL with CODETAG_EMPTY to indicate that
2028          * the extension for obj_exts is expected to be NULL.
2029          */
2030         mark_objexts_empty(obj_exts);
2031         kfree(obj_exts);
2032         slab->obj_exts = 0;
2033 }
2034
2035 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2036 {
2037         if (mem_alloc_profiling_enabled())
2038                 return true;
2039
2040         /*
2041          * CONFIG_MEMCG creates vector of obj_cgroup objects conditionally
2042          * inside memcg_slab_post_alloc_hook. No other users for now.
2043          */
2044         return false;
2045 }
2046
2047 #else /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2048
2049 static int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2050                                gfp_t gfp, bool new_slab)
2051 {
2052         return 0;
2053 }
2054
2055 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2056 {
2057 }
2058
2059 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2060 {
2061         return false;
2062 }
2063
2064 #endif /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2065
2066 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING
2067
2068 static inline struct slabobj_ext *
2069 prepare_slab_obj_exts_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *p)
2070 {
2071         struct slab *slab;
2072
2073         if (!p)
2074                 return NULL;
2075
2076         if (s->flags & (SLAB_NO_OBJ_EXT | SLAB_NOLEAKTRACE))
2077                 return NULL;
2078
2079         if (flags & __GFP_NO_OBJ_EXT)
2080                 return NULL;
2081
2082         slab = virt_to_slab(p);
2083         if (!slab_obj_exts(slab) &&
2084             WARN(alloc_slab_obj_exts(slab, s, flags, false),
2085                  "%s, %s: Failed to create slab extension vector!\n",
2086                  __func__, s->name))
2087                 return NULL;
2088
2089         return slab_obj_exts(slab) + obj_to_index(s, slab, p);
2090 }
2091
2092 static inline void
2093 alloc_tagging_slab_alloc_hook(struct kmem_cache *s, void *object, gfp_t flags)
2094 {
2095         if (need_slab_obj_ext()) {
2096                 struct slabobj_ext *obj_exts;
2097
2098                 obj_exts = prepare_slab_obj_exts_hook(s, flags, object);
2099                 /*
2100                  * Currently obj_exts is used only for allocation profiling.
2101                  * If other users appear then mem_alloc_profiling_enabled()
2102                  * check should be added before alloc_tag_add().
2103                  */
2104                 if (likely(obj_exts))
2105                         alloc_tag_add(&obj_exts->ref, current->alloc_tag, s->size);
2106         }
2107 }
2108
2109 static inline void
2110 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2111                              int objects)
2112 {
2113         struct slabobj_ext *obj_exts;
2114         int i;
2115
2116         if (!mem_alloc_profiling_enabled())
2117                 return;
2118
2119         /* slab->obj_exts might not be NULL if it was created for MEMCG accounting. */
2120         if (s->flags & (SLAB_NO_OBJ_EXT | SLAB_NOLEAKTRACE))
2121                 return;
2122
2123         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2124         if (!obj_exts)
2125                 return;
2126
2127         for (i = 0; i < objects; i++) {
2128                 unsigned int off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
2129
2130                 alloc_tag_sub(&obj_exts[off].ref, s->size);
2131         }
2132 }
2133
2134 #else /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING */
2135
2136 static inline void
2137 alloc_tagging_slab_alloc_hook(struct kmem_cache *s, void *object, gfp_t flags)
2138 {
2139 }
2140
2141 static inline void
2142 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2143                              int objects)
2144 {
2145 }
2146
2147 #endif /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING */
2148
2149
2150 #ifdef CONFIG_MEMCG
2151
2152 static void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object);
2153
2154 static __fastpath_inline
2155 bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
2156                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
2157 {
2158         if (likely(!memcg_kmem_online()))
2159                 return true;
2160
2161         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
2162                 return true;
2163
2164         if (likely(__memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p)))
2165                 return true;
2166
2167         if (likely(size == 1)) {
2168                 memcg_alloc_abort_single(s, *p);
2169                 *p = NULL;
2170         } else {
2171                 kmem_cache_free_bulk(s, size, p);
2172         }
2173
2174         return false;
2175 }
2176
2177 static __fastpath_inline
2178 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2179                           int objects)
2180 {
2181         struct slabobj_ext *obj_exts;
2182
2183         if (!memcg_kmem_online())
2184                 return;
2185
2186         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2187         if (likely(!obj_exts))
2188                 return;
2189
2190         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, obj_exts);
2191 }
2192 #else /* CONFIG_MEMCG */
2193 static inline bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2194                                               struct list_lru *lru,
2195                                               gfp_t flags, size_t size,
2196                                               void **p)
2197 {
2198         return true;
2199 }
2200
2201 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2202                                         void **p, int objects)
2203 {
2204 }
2205 #endif /* CONFIG_MEMCG */
2206
2207 /*
2208  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2209  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2210  *
2211  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2212  * was delayed by KASAN quarantine, or it was returned to KFENCE.
2213  */
2214 static __always_inline
2215 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init)
2216 {
2217         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2218         kmsan_slab_free(s, x);
2219
2220         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2221
2222         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2223                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2224
2225         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2226         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2227                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2228                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2229
2230         if (kfence_free(x))
2231                 return false;
2232
2233         /*
2234          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2235          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2236          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2237          *
2238          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2239          * but don't touch the SLAB redzone.
2240          *
2241          * The object's freepointer is also avoided if stored outside the
2242          * object.
2243          */
2244         if (unlikely(init)) {
2245                 int rsize;
2246                 unsigned int inuse;
2247
2248                 inuse = get_info_end(s);
2249                 if (!kasan_has_integrated_init())
2250                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
2251                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2252                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + inuse, 0,
2253                        s->size - inuse - rsize);
2254         }
2255         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2256         return !kasan_slab_free(s, x, init);
2257 }
2258
2259 static __fastpath_inline
2260 bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s, void **head, void **tail,
2261                              int *cnt)
2262 {
2263
2264         void *object;
2265         void *next = *head;
2266         void *old_tail = *tail;
2267         bool init;
2268
2269         if (is_kfence_address(next)) {
2270                 slab_free_hook(s, next, false);
2271                 return false;
2272         }
2273
2274         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2275         *head = NULL;
2276         *tail = NULL;
2277
2278         init = slab_want_init_on_free(s);
2279
2280         do {
2281                 object = next;
2282                 next = get_freepointer(s, object);
2283
2284                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2285                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init))) {
2286                         /* Move object to the new freelist */
2287                         set_freepointer(s, object, *head);
2288                         *head = object;
2289                         if (!*tail)
2290                                 *tail = object;
2291                 } else {
2292                         /*
2293                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2294                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2295                          */
2296                         --(*cnt);
2297                 }
2298         } while (object != old_tail);
2299
2300         return *head != NULL;
2301 }
2302
2303 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2304 {
2305         setup_object_debug(s, object);
2306         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2307         if (unlikely(s->ctor)) {
2308                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2309                 s->ctor(object);
2310                 kasan_poison_new_object(s, object);
2311         }
2312         return object;
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Slab allocation and freeing
2317  */
2318 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2319                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2320 {
2321         struct folio *folio;
2322         struct slab *slab;
2323         unsigned int order = oo_order(oo);
2324
2325         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
2326         if (!folio)
2327                 return NULL;
2328
2329         slab = folio_slab(folio);
2330         __folio_set_slab(folio);
2331         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2332         smp_wmb();
2333         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2334                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2335
2336         return slab;
2337 }
2338
2339 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2340 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2341 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2342 {
2343         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2344         int err;
2345
2346         /* Bailout if already initialised */
2347         if (s->random_seq)
2348                 return 0;
2349
2350         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2351         if (err) {
2352                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2353                         s->name);
2354                 return err;
2355         }
2356
2357         /* Transform to an offset on the set of pages */
2358         if (s->random_seq) {
2359                 unsigned int i;
2360
2361                 for (i = 0; i < count; i++)
2362                         s->random_seq[i] *= s->size;
2363         }
2364         return 0;
2365 }
2366
2367 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2368 static void __init init_freelist_randomization(void)
2369 {
2370         struct kmem_cache *s;
2371
2372         mutex_lock(&slab_mutex);
2373
2374         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2375                 init_cache_random_seq(s);
2376
2377         mutex_unlock(&slab_mutex);
2378 }
2379
2380 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2381 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s,
2382                                 unsigned long *pos, void *start,
2383                                 unsigned long page_limit,
2384                                 unsigned long freelist_count)
2385 {
2386         unsigned int idx;
2387
2388         /*
2389          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2390          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2391          */
2392         do {
2393                 idx = s->random_seq[*pos];
2394                 *pos += 1;
2395                 if (*pos >= freelist_count)
2396                         *pos = 0;
2397         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2398
2399         return (char *)start + idx;
2400 }
2401
2402 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2403 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2404 {
2405         void *start;
2406         void *cur;
2407         void *next;
2408         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2409
2410         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2411                 return false;
2412
2413         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2414         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2415
2416         page_limit = slab->objects * s->size;
2417         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2418
2419         /* First entry is used as the base of the freelist */
2420         cur = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit, freelist_count);
2421         cur = setup_object(s, cur);
2422         slab->freelist = cur;
2423
2424         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2425                 next = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit,
2426                         freelist_count);
2427                 next = setup_object(s, next);
2428                 set_freepointer(s, cur, next);
2429                 cur = next;
2430         }
2431         set_freepointer(s, cur, NULL);
2432
2433         return true;
2434 }
2435 #else
2436 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2437 {
2438         return 0;
2439 }
2440 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2441 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2442 {
2443         return false;
2444 }
2445 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2446
2447 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2448                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2449 {
2450         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2451                 alloc_slab_obj_exts(slab, s, gfp, true);
2452
2453         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2454                             PAGE_SIZE << order);
2455 }
2456
2457 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2458                                            struct kmem_cache *s)
2459 {
2460         if (memcg_kmem_online() || need_slab_obj_ext())
2461                 free_slab_obj_exts(slab);
2462
2463         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2464                             -(PAGE_SIZE << order));
2465 }
2466
2467 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2468 {
2469         struct slab *slab;
2470         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2471         gfp_t alloc_gfp;
2472         void *start, *p, *next;
2473         int idx;
2474         bool shuffle;
2475
2476         flags &= gfp_allowed_mask;
2477
2478         flags |= s->allocflags;
2479
2480         /*
2481          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2482          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2483          */
2484         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2485         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2486                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2487
2488         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2489         if (unlikely(!slab)) {
2490                 oo = s->min;
2491                 alloc_gfp = flags;
2492                 /*
2493                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2494                  * Try a lower order alloc if possible
2495                  */
2496                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2497                 if (unlikely(!slab))
2498                         return NULL;
2499                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2500         }
2501
2502         slab->objects = oo_objects(oo);
2503         slab->inuse = 0;
2504         slab->frozen = 0;
2505
2506         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2507
2508         slab->slab_cache = s;
2509
2510         kasan_poison_slab(slab);
2511
2512         start = slab_address(slab);
2513
2514         setup_slab_debug(s, slab, start);
2515
2516         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2517
2518         if (!shuffle) {
2519                 start = fixup_red_left(s, start);
2520                 start = setup_object(s, start);
2521                 slab->freelist = start;
2522                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2523                         next = p + s->size;
2524                         next = setup_object(s, next);
2525                         set_freepointer(s, p, next);
2526                         p = next;
2527                 }
2528                 set_freepointer(s, p, NULL);
2529         }
2530
2531         return slab;
2532 }
2533
2534 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2535 {
2536         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2537                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2538
2539         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2540
2541         return allocate_slab(s,
2542                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2543 }
2544
2545 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2546 {
2547         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2548         int order = folio_order(folio);
2549         int pages = 1 << order;
2550
2551         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2552         folio->mapping = NULL;
2553         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2554         smp_wmb();
2555         __folio_clear_slab(folio);
2556         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2557         unaccount_slab(slab, order, s);
2558         __free_pages(&folio->page, order);
2559 }
2560
2561 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2562 {
2563         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2564
2565         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2566 }
2567
2568 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2569 {
2570         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2571                 void *p;
2572
2573                 slab_pad_check(s, slab);
2574                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2575                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2576         }
2577
2578         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2579                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2580         else
2581                 __free_slab(s, slab);
2582 }
2583
2584 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2585 {
2586         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2587         free_slab(s, slab);
2588 }
2589
2590 /*
2591  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2592  * the per-node partial list.
2593  */
2594 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2595 {
2596         return folio_test_workingset(slab_folio(slab));
2597 }
2598
2599 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2600 {
2601         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2602 }
2603
2604 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2605 {
2606         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2607 }
2608
2609 /*
2610  * Management of partially allocated slabs.
2611  */
2612 static inline void
2613 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2614 {
2615         n->nr_partial++;
2616         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2617                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2618         else
2619                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2620         slab_set_node_partial(slab);
2621 }
2622
2623 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2624                                 struct slab *slab, int tail)
2625 {
2626         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2627         __add_partial(n, slab, tail);
2628 }
2629
2630 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2631                                         struct slab *slab)
2632 {
2633         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2634         list_del(&slab->slab_list);
2635         slab_clear_node_partial(slab);
2636         n->nr_partial--;
2637 }
2638
2639 /*
2640  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2641  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2642  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2643  * it to full list if it was the last free object.
2644  */
2645 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2646                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2647 {
2648         void *object;
2649
2650         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2651
2652         object = slab->freelist;
2653         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2654         slab->inuse++;
2655
2656         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2657                 remove_partial(n, slab);
2658                 return NULL;
2659         }
2660
2661         if (slab->inuse == slab->objects) {
2662                 remove_partial(n, slab);
2663                 add_full(s, n, slab);
2664         }
2665
2666         return object;
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2671  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2672  * and put the slab to the partial (or full) list.
2673  */
2674 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2675                                         struct slab *slab, int orig_size)
2676 {
2677         int nid = slab_nid(slab);
2678         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2679         unsigned long flags;
2680         void *object;
2681
2682
2683         object = slab->freelist;
2684         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2685         slab->inuse = 1;
2686
2687         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2688                 /*
2689                  * It's not really expected that this would fail on a
2690                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2691                  * corruption in theory could cause that.
2692                  */
2693                 return NULL;
2694
2695         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2696
2697         if (slab->inuse == slab->objects)
2698                 add_full(s, n, slab);
2699         else
2700                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2701
2702         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2703         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2704
2705         return object;
2706 }
2707
2708 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2709 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2710 #else
2711 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2712                                    int drain) { }
2713 #endif
2714 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2715
2716 /*
2717  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2718  */
2719 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2720                                      struct kmem_cache_node *n,
2721                                      struct partial_context *pc)
2722 {
2723         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2724         unsigned long flags;
2725         unsigned int partial_slabs = 0;
2726
2727         /*
2728          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2729          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2730          * partial slab and there is none available then get_partial()
2731          * will return NULL.
2732          */
2733         if (!n || !n->nr_partial)
2734                 return NULL;
2735
2736         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2737         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2738                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2739                         continue;
2740
2741                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2742                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2743                                                         pc->orig_size);
2744                         if (object) {
2745                                 partial = slab;
2746                                 pc->object = object;
2747                                 break;
2748                         }
2749                         continue;
2750                 }
2751
2752                 remove_partial(n, slab);
2753
2754                 if (!partial) {
2755                         partial = slab;
2756                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2757
2758                         if ((slub_get_cpu_partial(s) == 0)) {
2759                                 break;
2760                         }
2761                 } else {
2762                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2763                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2764
2765                         if (++partial_slabs > slub_get_cpu_partial(s) / 2) {
2766                                 break;
2767                         }
2768                 }
2769         }
2770         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2771         return partial;
2772 }
2773
2774 /*
2775  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2776  */
2777 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2778                                     struct partial_context *pc)
2779 {
2780 #ifdef CONFIG_NUMA
2781         struct zonelist *zonelist;
2782         struct zoneref *z;
2783         struct zone *zone;
2784         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2785         struct slab *slab;
2786         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2787
2788         /*
2789          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2790          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2791          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2792          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2793          *
2794          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2795          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2796          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2797          * from other nodes and filled up.
2798          *
2799          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2800          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2801          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2802          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2803          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2804          * with available objects.
2805          */
2806         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2807                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2808                 return NULL;
2809
2810         do {
2811                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2812                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2813                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2814                         struct kmem_cache_node *n;
2815
2816                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2817
2818                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2819                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2820                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2821                                 if (slab) {
2822                                         /*
2823                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2824                                          * here - if mems_allowed was updated in
2825                                          * parallel, that was a harmless race
2826                                          * between allocation and the cpuset
2827                                          * update
2828                                          */
2829                                         return slab;
2830                                 }
2831                         }
2832                 }
2833         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2834 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2835         return NULL;
2836 }
2837
2838 /*
2839  * Get a partial slab, lock it and return it.
2840  */
2841 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2842                                 struct partial_context *pc)
2843 {
2844         struct slab *slab;
2845         int searchnode = node;
2846
2847         if (node == NUMA_NO_NODE)
2848                 searchnode = numa_mem_id();
2849
2850         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2851         if (slab || (node != NUMA_NO_NODE && (pc->flags & __GFP_THISNODE)))
2852                 return slab;
2853
2854         return get_any_partial(s, pc);
2855 }
2856
2857 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2858
2859 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2860 /*
2861  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2862  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2863  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2864  */
2865 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2866 #else
2867 /*
2868  * No preemption supported therefore also no need to check for
2869  * different cpus.
2870  */
2871 #define TID_STEP 1
2872 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2873
2874 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2875 {
2876         return tid + TID_STEP;
2877 }
2878
2879 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2880 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2881 {
2882         return tid % TID_STEP;
2883 }
2884
2885 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2886 {
2887         return tid / TID_STEP;
2888 }
2889 #endif
2890
2891 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2892 {
2893         return cpu;
2894 }
2895
2896 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2897                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2898 {
2899 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2900         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2901
2902         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2903
2904 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2905         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2906                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2907                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2908         else
2909 #endif
2910         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2911                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2912                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2913         else
2914                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2915                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2916 #endif
2917         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2918 }
2919
2920 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2921 {
2922         int cpu;
2923         struct kmem_cache_cpu *c;
2924
2925         for_each_possible_cpu(cpu) {
2926                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2927                 local_lock_init(&c->lock);
2928                 c->tid = init_tid(cpu);
2929         }
2930 }
2931
2932 /*
2933  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2934  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2935  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2936  * by the caller.
2937  */
2938 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2939                             void *freelist)
2940 {
2941         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2942         int free_delta = 0;
2943         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2944         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2945         unsigned long flags = 0;
2946         struct slab new;
2947         struct slab old;
2948
2949         if (READ_ONCE(slab->freelist)) {
2950                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2951                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2952         }
2953
2954         /*
2955          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2956          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2957          */
2958         freelist_tail = NULL;
2959         freelist_iter = freelist;
2960         while (freelist_iter) {
2961                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2962
2963                 /*
2964                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2965                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2966                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2967                  */
2968                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2969                         break;
2970
2971                 freelist_tail = freelist_iter;
2972                 free_delta++;
2973
2974                 freelist_iter = nextfree;
2975         }
2976
2977         /*
2978          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2979          * freelist to the head of slab's freelist.
2980          */
2981         do {
2982                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2983                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2984                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
2985
2986                 /* Determine target state of the slab */
2987                 new.counters = old.counters;
2988                 new.frozen = 0;
2989                 if (freelist_tail) {
2990                         new.inuse -= free_delta;
2991                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2992                         new.freelist = freelist;
2993                 } else {
2994                         new.freelist = old.freelist;
2995                 }
2996         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
2997                 old.freelist, old.counters,
2998                 new.freelist, new.counters,
2999                 "unfreezing slab"));
3000
3001         /*
3002          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
3003          */
3004         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
3005                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
3006                 discard_slab(s, slab);
3007                 stat(s, FREE_SLAB);
3008         } else if (new.freelist) {
3009                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3010                 add_partial(n, slab, tail);
3011                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3012                 stat(s, tail);
3013         } else {
3014                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
3015         }
3016 }
3017
3018 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3019 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
3020 {
3021         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
3022         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
3023         unsigned long flags = 0;
3024
3025         while (partial_slab) {
3026                 slab = partial_slab;
3027                 partial_slab = slab->next;
3028
3029                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
3030                 if (n != n2) {
3031                         if (n)
3032                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3033
3034                         n = n2;
3035                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3036                 }
3037
3038                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
3039                         slab->next = slab_to_discard;
3040                         slab_to_discard = slab;
3041                 } else {
3042                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3043                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3044                 }
3045         }
3046
3047         if (n)
3048                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3049
3050         while (slab_to_discard) {
3051                 slab = slab_to_discard;
3052                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
3053
3054                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
3055                 discard_slab(s, slab);
3056                 stat(s, FREE_SLAB);
3057         }
3058 }
3059
3060 /*
3061  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
3062  */
3063 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
3064 {
3065         struct slab *partial_slab;
3066         unsigned long flags;
3067
3068         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3069         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3070         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
3071         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3072
3073         if (partial_slab)
3074                 __put_partials(s, partial_slab);
3075 }
3076
3077 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3078                              struct kmem_cache_cpu *c)
3079 {
3080         struct slab *partial_slab;
3081
3082         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
3083         c->partial = NULL;
3084
3085         if (partial_slab)
3086                 __put_partials(s, partial_slab);
3087 }
3088
3089 /*
3090  * Put a slab into a partial slab slot if available.
3091  *
3092  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
3093  * per node partial list.
3094  */
3095 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
3096 {
3097         struct slab *oldslab;
3098         struct slab *slab_to_put = NULL;
3099         unsigned long flags;
3100         int slabs = 0;
3101
3102         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3103
3104         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3105
3106         if (oldslab) {
3107                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
3108                         /*
3109                          * Partial array is full. Move the existing set to the
3110                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
3111                          * outside of the critical section.
3112                          */
3113                         slab_to_put = oldslab;
3114                         oldslab = NULL;
3115                 } else {
3116                         slabs = oldslab->slabs;
3117                 }
3118         }
3119
3120         slabs++;
3121
3122         slab->slabs = slabs;
3123         slab->next = oldslab;
3124
3125         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
3126
3127         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3128
3129         if (slab_to_put) {
3130                 __put_partials(s, slab_to_put);
3131                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
3132         }
3133 }
3134
3135 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3136
3137 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
3138 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3139                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
3140
3141 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3142
3143 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
3144 {
3145         unsigned long flags;
3146         struct slab *slab;
3147         void *freelist;
3148
3149         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3150
3151         slab = c->slab;
3152         freelist = c->freelist;
3153
3154         c->slab = NULL;
3155         c->freelist = NULL;
3156         c->tid = next_tid(c->tid);
3157
3158         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3159
3160         if (slab) {
3161                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3162                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3163         }
3164 }
3165
3166 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3167 {
3168         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3169         void *freelist = c->freelist;
3170         struct slab *slab = c->slab;
3171
3172         c->slab = NULL;
3173         c->freelist = NULL;
3174         c->tid = next_tid(c->tid);
3175
3176         if (slab) {
3177                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3178                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3179         }
3180
3181         put_partials_cpu(s, c);
3182 }
3183
3184 struct slub_flush_work {
3185         struct work_struct work;
3186         struct kmem_cache *s;
3187         bool skip;
3188 };
3189
3190 /*
3191  * Flush cpu slab.
3192  *
3193  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3194  */
3195 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3196 {
3197         struct kmem_cache *s;
3198         struct kmem_cache_cpu *c;
3199         struct slub_flush_work *sfw;
3200
3201         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3202
3203         s = sfw->s;
3204         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3205
3206         if (c->slab)
3207                 flush_slab(s, c);
3208
3209         put_partials(s);
3210 }
3211
3212 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3213 {
3214         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3215
3216         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3217 }
3218
3219 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3220 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3221
3222 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3223 {
3224         struct slub_flush_work *sfw;
3225         unsigned int cpu;
3226
3227         lockdep_assert_cpus_held();
3228         mutex_lock(&flush_lock);
3229
3230         for_each_online_cpu(cpu) {
3231                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3232                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3233                         sfw->skip = true;
3234                         continue;
3235                 }
3236                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3237                 sfw->skip = false;
3238                 sfw->s = s;
3239                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3240         }
3241
3242         for_each_online_cpu(cpu) {
3243                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3244                 if (sfw->skip)
3245                         continue;
3246                 flush_work(&sfw->work);
3247         }
3248
3249         mutex_unlock(&flush_lock);
3250 }
3251
3252 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3253 {
3254         cpus_read_lock();
3255         flush_all_cpus_locked(s);
3256         cpus_read_unlock();
3257 }
3258
3259 /*
3260  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3261  * necessary.
3262  */
3263 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3264 {
3265         struct kmem_cache *s;
3266
3267         mutex_lock(&slab_mutex);
3268         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3269                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3270         mutex_unlock(&slab_mutex);
3271         return 0;
3272 }
3273
3274 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3275 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3276 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3277 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3278 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3279 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3280
3281 /*
3282  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3283  * locality expectations.
3284  */
3285 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3286 {
3287 #ifdef CONFIG_NUMA
3288         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3289                 return 0;
3290 #endif
3291         return 1;
3292 }
3293
3294 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3295 static int count_free(struct slab *slab)
3296 {
3297         return slab->objects - slab->inuse;
3298 }
3299
3300 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3301 {
3302         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3303 }
3304
3305 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3306 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3307         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3308         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3309 {
3310         bool checks_ok = false;
3311         void *object = head;
3312         int cnt = 0;
3313
3314         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3315                 if (!check_slab(s, slab))
3316                         goto out;
3317         }
3318
3319         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3320                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3321                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3322                 goto out;
3323         }
3324
3325 next_object:
3326
3327         if (++cnt > *bulk_cnt)
3328                 goto out_cnt;
3329
3330         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3331                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3332                         goto out;
3333         }
3334
3335         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3336                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3337         trace(s, slab, object, 0);
3338         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3339         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3340
3341         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3342         if (object != tail) {
3343                 object = get_freepointer(s, object);
3344                 goto next_object;
3345         }
3346         checks_ok = true;
3347
3348 out_cnt:
3349         if (cnt != *bulk_cnt) {
3350                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3351                          *bulk_cnt, cnt);
3352                 *bulk_cnt = cnt;
3353         }
3354
3355 out:
3356
3357         if (!checks_ok)
3358                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3359
3360         return checks_ok;
3361 }
3362 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3363
3364 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3365 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3366                                         int (*get_count)(struct slab *))
3367 {
3368         unsigned long flags;
3369         unsigned long x = 0;
3370         struct slab *slab;
3371
3372         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3373         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3374                 x += get_count(slab);
3375         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3376         return x;
3377 }
3378 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3379
3380 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3381 #define MAX_PARTIAL_TO_SCAN 10000
3382
3383 static unsigned long count_partial_free_approx(struct kmem_cache_node *n)
3384 {
3385         unsigned long flags;
3386         unsigned long x = 0;
3387         struct slab *slab;
3388
3389         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3390         if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL_TO_SCAN) {
3391                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3392                         x += slab->objects - slab->inuse;
3393         } else {
3394                 /*
3395                  * For a long list, approximate the total count of objects in
3396                  * it to meet the limit on the number of slabs to scan.
3397                  * Scan from both the list's head and tail for better accuracy.
3398                  */
3399                 unsigned long scanned = 0;
3400
3401                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
3402                         x += slab->objects - slab->inuse;
3403                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN / 2)
3404                                 break;
3405                 }
3406                 list_for_each_entry_reverse(slab, &n->partial, slab_list) {
3407                         x += slab->objects - slab->inuse;
3408                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN)
3409                                 break;
3410                 }
3411                 x = mult_frac(x, n->nr_partial, scanned);
3412                 x = min(x, node_nr_objs(n));
3413         }
3414         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3415         return x;
3416 }
3417
3418 static noinline void
3419 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3420 {
3421         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3422                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3423         int node;
3424         struct kmem_cache_node *n;
3425
3426         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3427                 return;
3428
3429         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3430                 nid, gfpflags, &gfpflags);
3431         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3432                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3433                 oo_order(s->min));
3434
3435         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3436                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slab_debug=O to disable.\n",
3437                         s->name);
3438
3439         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3440                 unsigned long nr_slabs;
3441                 unsigned long nr_objs;
3442                 unsigned long nr_free;
3443
3444                 nr_free  = count_partial_free_approx(n);
3445                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3446                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3447
3448                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3449                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3450         }
3451 }
3452 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3453 static inline void
3454 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3455 #endif
3456
3457 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3458 {
3459         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3460                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3461
3462         return true;
3463 }
3464
3465 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3466 static inline bool
3467 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3468                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3469                            unsigned long tid)
3470 {
3471         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3472         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3473
3474         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3475                                              &old.full, new.full);
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3480  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3481  *
3482  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3483  *
3484  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3485  */
3486 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3487 {
3488         struct slab new;
3489         unsigned long counters;
3490         void *freelist;
3491
3492         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3493
3494         do {
3495                 freelist = slab->freelist;
3496                 counters = slab->counters;
3497
3498                 new.counters = counters;
3499
3500                 new.inuse = slab->objects;
3501                 new.frozen = freelist != NULL;
3502
3503         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3504                 freelist, counters,
3505                 NULL, new.counters,
3506                 "get_freelist"));
3507
3508         return freelist;
3509 }
3510
3511 /*
3512  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3513  */
3514 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3515 {
3516         struct slab new;
3517         unsigned long counters;
3518         void *freelist;
3519
3520         do {
3521                 freelist = slab->freelist;
3522                 counters = slab->counters;
3523
3524                 new.counters = counters;
3525                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3526
3527                 new.inuse = slab->objects;
3528                 new.frozen = 1;
3529
3530         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3531                 freelist, counters,
3532                 NULL, new.counters,
3533                 "freeze_slab"));
3534
3535         return freelist;
3536 }
3537
3538 /*
3539  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3540  * debugging duties.
3541  *
3542  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3543  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3544  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3545  *
3546  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3547  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3548  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3549  *
3550  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3551  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3552  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3553  *
3554  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3555  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3556  */
3557 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3558                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3559 {
3560         void *freelist;
3561         struct slab *slab;
3562         unsigned long flags;
3563         struct partial_context pc;
3564         bool try_thisnode = true;
3565
3566         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3567
3568 reread_slab:
3569
3570         slab = READ_ONCE(c->slab);
3571         if (!slab) {
3572                 /*
3573                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3574                  * ignore the node constraint
3575                  */
3576                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3577                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3578                         node = NUMA_NO_NODE;
3579                 goto new_slab;
3580         }
3581
3582         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3583                 /*
3584                  * same as above but node_match() being false already
3585                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3586                  */
3587                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3588                         node = NUMA_NO_NODE;
3589                 } else {
3590                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3591                         goto deactivate_slab;
3592                 }
3593         }
3594
3595         /*
3596          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3597          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3598          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3599          */
3600         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3601                 goto deactivate_slab;
3602
3603         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3604         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3605         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3606                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3607                 goto reread_slab;
3608         }
3609         freelist = c->freelist;
3610         if (freelist)
3611                 goto load_freelist;
3612
3613         freelist = get_freelist(s, slab);
3614
3615         if (!freelist) {
3616                 c->slab = NULL;
3617                 c->tid = next_tid(c->tid);
3618                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3619                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3620                 goto new_slab;
3621         }
3622
3623         stat(s, ALLOC_REFILL);
3624
3625 load_freelist:
3626
3627         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3628
3629         /*
3630          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3631          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3632          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3633          */
3634         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3635         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3636         c->tid = next_tid(c->tid);
3637         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3638         return freelist;
3639
3640 deactivate_slab:
3641
3642         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3643         if (slab != c->slab) {
3644                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3645                 goto reread_slab;
3646         }
3647         freelist = c->freelist;
3648         c->slab = NULL;
3649         c->freelist = NULL;
3650         c->tid = next_tid(c->tid);
3651         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3652         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3653
3654 new_slab:
3655
3656 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3657         while (slub_percpu_partial(c)) {
3658                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3659                 if (unlikely(c->slab)) {
3660                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3661                         goto reread_slab;
3662                 }
3663                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3664                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3665                         /* we were preempted and partial list got empty */
3666                         goto new_objects;
3667                 }
3668
3669                 slab = slub_percpu_partial(c);
3670                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3671
3672                 if (likely(node_match(slab, node) &&
3673                            pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3674                         c->slab = slab;
3675                         freelist = get_freelist(s, slab);
3676                         VM_BUG_ON(!freelist);
3677                         stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3678                         goto load_freelist;
3679                 }
3680
3681                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3682
3683                 slab->next = NULL;
3684                 __put_partials(s, slab);
3685         }
3686 #endif
3687
3688 new_objects:
3689
3690         pc.flags = gfpflags;
3691         /*
3692          * When a preferred node is indicated but no __GFP_THISNODE
3693          *
3694          * 1) try to get a partial slab from target node only by having
3695          *    __GFP_THISNODE in pc.flags for get_partial()
3696          * 2) if 1) failed, try to allocate a new slab from target node with
3697          *    GPF_NOWAIT | __GFP_THISNODE opportunistically
3698          * 3) if 2) failed, retry with original gfpflags which will allow
3699          *    get_partial() try partial lists of other nodes before potentially
3700          *    allocating new page from other nodes
3701          */
3702         if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3703                      && try_thisnode))
3704                 pc.flags = GFP_NOWAIT | __GFP_THISNODE;
3705
3706         pc.orig_size = orig_size;
3707         slab = get_partial(s, node, &pc);
3708         if (slab) {
3709                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3710                         freelist = pc.object;
3711                         /*
3712                          * For debug caches here we had to go through
3713                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3714                          * tracking info and return the object.
3715                          */
3716                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3717                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3718
3719                         return freelist;
3720                 }
3721
3722                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3723                 goto retry_load_slab;
3724         }
3725
3726         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3727         slab = new_slab(s, pc.flags, node);
3728         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3729
3730         if (unlikely(!slab)) {
3731                 if (node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3732                     && try_thisnode) {
3733                         try_thisnode = false;
3734                         goto new_objects;
3735                 }
3736                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3737                 return NULL;
3738         }
3739
3740         stat(s, ALLOC_SLAB);
3741
3742         if (kmem_cache_debug(s)) {
3743                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3744
3745                 if (unlikely(!freelist))
3746                         goto new_objects;
3747
3748                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3749                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3750
3751                 return freelist;
3752         }
3753
3754         /*
3755          * No other reference to the slab yet so we can
3756          * muck around with it freely without cmpxchg
3757          */
3758         freelist = slab->freelist;
3759         slab->freelist = NULL;
3760         slab->inuse = slab->objects;
3761         slab->frozen = 1;
3762
3763         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3764
3765         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3766                 /*
3767                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3768                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3769                  */
3770                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3771                 return freelist;
3772         }
3773
3774 retry_load_slab:
3775
3776         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3777         if (unlikely(c->slab)) {
3778                 void *flush_freelist = c->freelist;
3779                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3780
3781                 c->slab = NULL;
3782                 c->freelist = NULL;
3783                 c->tid = next_tid(c->tid);
3784
3785                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3786
3787                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3788
3789                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3790
3791                 goto retry_load_slab;
3792         }
3793         c->slab = slab;
3794
3795         goto load_freelist;
3796 }
3797
3798 /*
3799  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3800  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3801  * pointer.
3802  */
3803 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3804                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3805 {
3806         void *p;
3807
3808 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3809         /*
3810          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3811          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3812          * pointer.
3813          */
3814         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3815 #endif
3816
3817         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3818 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3819         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3820 #endif
3821         return p;
3822 }
3823
3824 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3825                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3826 {
3827         struct kmem_cache_cpu *c;
3828         struct slab *slab;
3829         unsigned long tid;
3830         void *object;
3831
3832 redo:
3833         /*
3834          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3835          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3836          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3837          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3838          *
3839          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3840          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3841          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3842          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3843          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3844          */
3845         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3846         tid = READ_ONCE(c->tid);
3847
3848         /*
3849          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3850          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3851          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3852          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3853          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3854          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3855          */
3856         barrier();
3857
3858         /*
3859          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3860          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3861          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3862          * linked list in between.
3863          */
3864
3865         object = c->freelist;
3866         slab = c->slab;
3867
3868         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3869             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3870                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3871         } else {
3872                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3873
3874                 /*
3875                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3876                  * operation and if we are on the right processor.
3877                  *
3878                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3879                  * semantics!)
3880                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3881                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3882                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3883                  *
3884                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3885                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3886                  * other cpus.
3887                  */
3888                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3889                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3890                         goto redo;
3891                 }
3892                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3893                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3894         }
3895
3896         return object;
3897 }
3898 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3899 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3900                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3901 {
3902         struct partial_context pc;
3903         struct slab *slab;
3904         void *object;
3905
3906         pc.flags = gfpflags;
3907         pc.orig_size = orig_size;
3908         slab = get_partial(s, node, &pc);
3909
3910         if (slab)
3911                 return pc.object;
3912
3913         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3914         if (unlikely(!slab)) {
3915                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3916                 return NULL;
3917         }
3918
3919         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3920
3921         return object;
3922 }
3923 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3924
3925 /*
3926  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3927  * zeroing out freelist pointer.
3928  */
3929 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3930                                                    void *obj)
3931 {
3932         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj &&
3933             !freeptr_outside_object(s))
3934                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3935                         0, sizeof(void *));
3936 }
3937
3938 static __fastpath_inline
3939 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
3940 {
3941         flags &= gfp_allowed_mask;
3942
3943         might_alloc(flags);
3944
3945         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
3946                 return NULL;
3947
3948         return s;
3949 }
3950
3951 static __fastpath_inline
3952 bool slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3953                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
3954                           unsigned int orig_size)
3955 {
3956         unsigned int zero_size = s->object_size;
3957         bool kasan_init = init;
3958         size_t i;
3959         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
3960
3961         /*
3962          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
3963          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
3964          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
3965          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
3966          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
3967          * won't break other sanity checks.
3968          */
3969         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
3970             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
3971                 zero_size = orig_size;
3972
3973         /*
3974          * When slab_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
3975          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
3976          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
3977          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
3978          * penalty on production builds, as slab_debug is not intended to be
3979          * enabled there.
3980          */
3981         if (__slub_debug_enabled())
3982                 kasan_init = false;
3983
3984         /*
3985          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
3986          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
3987          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
3988          *
3989          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
3990          */
3991         for (i = 0; i < size; i++) {
3992                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
3993                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
3994                                      !kasan_has_integrated_init()))
3995                         memset(p[i], 0, zero_size);
3996                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
3997                                          s->flags, init_flags);
3998                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
3999                 alloc_tagging_slab_alloc_hook(s, p[i], flags);
4000         }
4001
4002         return memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p);
4003 }
4004
4005 /*
4006  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
4007  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
4008  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
4009  *
4010  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
4011  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
4012  *
4013  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
4014  */
4015 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4016                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
4017 {
4018         void *object;
4019         bool init = false;
4020
4021         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
4022         if (unlikely(!s))
4023                 return NULL;
4024
4025         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
4026         if (unlikely(object))
4027                 goto out;
4028
4029         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
4030
4031         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
4032         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
4033
4034 out:
4035         /*
4036          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
4037          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
4038          * In case this fails due to memcg_slab_post_alloc_hook(),
4039          * object is set to NULL
4040          */
4041         slab_post_alloc_hook(s, lru, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
4042
4043         return object;
4044 }
4045
4046 void *kmem_cache_alloc_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
4047 {
4048         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4049                                     s->object_size);
4050
4051         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4052
4053         return ret;
4054 }
4055 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_noprof);
4056
4057 void *kmem_cache_alloc_lru_noprof(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4058                            gfp_t gfpflags)
4059 {
4060         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4061                                     s->object_size);
4062
4063         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4064
4065         return ret;
4066 }
4067 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru_noprof);
4068
4069 /**
4070  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
4071  * @s: The cache to allocate from.
4072  * @gfpflags: See kmalloc().
4073  * @node: node number of the target node.
4074  *
4075  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
4076  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
4077  *
4078  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
4079  *
4080  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
4081  */
4082 void *kmem_cache_alloc_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
4083 {
4084         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
4085
4086         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
4087
4088         return ret;
4089 }
4090 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_noprof);
4091
4092 /*
4093  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
4094  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
4095  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
4096  */
4097 static void *___kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4098 {
4099         struct folio *folio;
4100         void *ptr = NULL;
4101         unsigned int order = get_order(size);
4102
4103         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
4104                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
4105
4106         flags |= __GFP_COMP;
4107         folio = (struct folio *)alloc_pages_node_noprof(node, flags, order);
4108         if (folio) {
4109                 ptr = folio_address(folio);
4110                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4111                                       PAGE_SIZE << order);
4112         }
4113
4114         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4115         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
4116         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
4117         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4118
4119         return ptr;
4120 }
4121
4122 void *__kmalloc_large_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4123 {
4124         void *ret = ___kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
4125
4126         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4127                       flags, NUMA_NO_NODE);
4128         return ret;
4129 }
4130 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_large_noprof);
4131
4132 void *__kmalloc_large_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4133 {
4134         void *ret = ___kmalloc_large_node(size, flags, node);
4135
4136         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4137                       flags, node);
4138         return ret;
4139 }
4140 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_large_node_noprof);
4141
4142 static __always_inline
4143 void *__do_kmalloc_node(size_t size, kmem_buckets *b, gfp_t flags, int node,
4144                         unsigned long caller)
4145 {
4146         struct kmem_cache *s;
4147         void *ret;
4148
4149         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4150                 ret = __kmalloc_large_node_noprof(size, flags, node);
4151                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
4152                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
4153                 return ret;
4154         }
4155
4156         if (unlikely(!size))
4157                 return ZERO_SIZE_PTR;
4158
4159         s = kmalloc_slab(size, b, flags, caller);
4160
4161         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
4162         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4163         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
4164         return ret;
4165 }
4166 void *__kmalloc_node_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags, int node)
4167 {
4168         return __do_kmalloc_node(size, PASS_BUCKET_PARAM(b), flags, node, _RET_IP_);
4169 }
4170 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_noprof);
4171
4172 void *__kmalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4173 {
4174         return __do_kmalloc_node(size, NULL, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
4175 }
4176 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_noprof);
4177
4178 void *__kmalloc_node_track_caller_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags,
4179                                          int node, unsigned long caller)
4180 {
4181         return __do_kmalloc_node(size, PASS_BUCKET_PARAM(b), flags, node, caller);
4182
4183 }
4184 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller_noprof);
4185
4186 void *__kmalloc_cache_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
4187 {
4188         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
4189                                             _RET_IP_, size);
4190
4191         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4192
4193         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4194         return ret;
4195 }
4196 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_cache_noprof);
4197
4198 void *__kmalloc_cache_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4199                                   int node, size_t size)
4200 {
4201         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4202
4203         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4204
4205         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4206         return ret;
4207 }
4208 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_cache_node_noprof);
4209
4210 static noinline void free_to_partial_list(
4211         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4212         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4213         unsigned long addr)
4214 {
4215         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4216         struct slab *slab_free = NULL;
4217         int cnt = bulk_cnt;
4218         unsigned long flags;
4219         depot_stack_handle_t handle = 0;
4220
4221         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4222                 handle = set_track_prepare();
4223
4224         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4225
4226         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4227                 void *prior = slab->freelist;
4228
4229                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4230                 slab->inuse -= cnt;
4231                 set_freepointer(s, tail, prior);
4232                 slab->freelist = head;
4233
4234                 /*
4235                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4236                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4237                  * partial list.
4238                  */
4239                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4240                         slab_free = slab;
4241
4242                 if (!prior) {
4243                         /* was on full list */
4244                         remove_full(s, n, slab);
4245                         if (!slab_free) {
4246                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4247                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4248                         }
4249                 } else if (slab_free) {
4250                         remove_partial(n, slab);
4251                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4252                 }
4253         }
4254
4255         if (slab_free) {
4256                 /*
4257                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4258                  * prevent spurious validation warnings
4259                  */
4260                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4261         }
4262
4263         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4264
4265         if (slab_free) {
4266                 stat(s, FREE_SLAB);
4267                 free_slab(s, slab_free);
4268         }
4269 }
4270
4271 /*
4272  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4273  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4274  *
4275  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4276  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4277  * handling required then we can return immediately.
4278  */
4279 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4280                         void *head, void *tail, int cnt,
4281                         unsigned long addr)
4282
4283 {
4284         void *prior;
4285         int was_frozen;
4286         struct slab new;
4287         unsigned long counters;
4288         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4289         unsigned long flags;
4290         bool on_node_partial;
4291
4292         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4293
4294         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4295                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4296                 return;
4297         }
4298
4299         do {
4300                 if (unlikely(n)) {
4301                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4302                         n = NULL;
4303                 }
4304                 prior = slab->freelist;
4305                 counters = slab->counters;
4306                 set_freepointer(s, tail, prior);
4307                 new.counters = counters;
4308                 was_frozen = new.frozen;
4309                 new.inuse -= cnt;
4310                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4311                         /* Needs to be taken off a list */
4312                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4313
4314                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4315                                 /*
4316                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4317                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4318                                  * drop the list_lock without any processing.
4319                                  *
4320                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4321                                  * other processors updating the list of slabs.
4322                                  */
4323                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4324
4325                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4326                         }
4327                 }
4328
4329         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4330                 prior, counters,
4331                 head, new.counters,
4332                 "__slab_free"));
4333
4334         if (likely(!n)) {
4335
4336                 if (likely(was_frozen)) {
4337                         /*
4338                          * The list lock was not taken therefore no list
4339                          * activity can be necessary.
4340                          */
4341                         stat(s, FREE_FROZEN);
4342                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4343                         /*
4344                          * If we started with a full slab then put it onto the
4345                          * per cpu partial list.
4346                          */
4347                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4348                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4349                 }
4350
4351                 return;
4352         }
4353
4354         /*
4355          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4356          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4357          */
4358         if (prior && !on_node_partial) {
4359                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4360                 return;
4361         }
4362
4363         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4364                 goto slab_empty;
4365
4366         /*
4367          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4368          * then add it.
4369          */
4370         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4371                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4372                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4373         }
4374         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4375         return;
4376
4377 slab_empty:
4378         if (prior) {
4379                 /*
4380                  * Slab on the partial list.
4381                  */
4382                 remove_partial(n, slab);
4383                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4384         }
4385
4386         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4387         stat(s, FREE_SLAB);
4388         discard_slab(s, slab);
4389 }
4390
4391 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4392 /*
4393  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4394  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4395  *
4396  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4397  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4398  * the item before.
4399  *
4400  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4401  * with all sorts of special processing.
4402  *
4403  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4404  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4405  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4406  */
4407 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4408                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4409                                 int cnt, unsigned long addr)
4410 {
4411         struct kmem_cache_cpu *c;
4412         unsigned long tid;
4413         void **freelist;
4414
4415 redo:
4416         /*
4417          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4418          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4419          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4420          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4421          */
4422         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4423         tid = READ_ONCE(c->tid);
4424
4425         /* Same with comment on barrier() in __slab_alloc_node() */
4426         barrier();
4427
4428         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4429                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4430                 return;
4431         }
4432
4433         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4434                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4435
4436                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4437
4438                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4439                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4440                         goto redo;
4441                 }
4442         } else {
4443                 /* Update the free list under the local lock */
4444                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4445                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4446                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4447                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4448                         goto redo;
4449                 }
4450                 tid = c->tid;
4451                 freelist = c->freelist;
4452
4453                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4454                 c->freelist = head;
4455                 c->tid = next_tid(tid);
4456
4457                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4458         }
4459         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4460 }
4461 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4462 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4463                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4464                                 int cnt, unsigned long addr)
4465 {
4466         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4467 }
4468 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4469
4470 static __fastpath_inline
4471 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4472                unsigned long addr)
4473 {
4474         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4475         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4476
4477         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4478                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4479 }
4480
4481 #ifdef CONFIG_MEMCG
4482 /* Do not inline the rare memcg charging failed path into the allocation path */
4483 static noinline
4484 void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object)
4485 {
4486         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4487                 do_slab_free(s, virt_to_slab(object), object, object, 1, _RET_IP_);
4488 }
4489 #endif
4490
4491 static __fastpath_inline
4492 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4493                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4494 {
4495         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4496         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4497         /*
4498          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4499          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4500          */
4501         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4502                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4503 }
4504
4505 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4506 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4507 {
4508         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4509 }
4510 #endif
4511
4512 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4513 {
4514         struct slab *slab;
4515
4516         slab = virt_to_slab(obj);
4517         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4518                 return NULL;
4519         return slab->slab_cache;
4520 }
4521
4522 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4523 {
4524         struct kmem_cache *cachep;
4525
4526         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4527             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4528                 return s;
4529
4530         cachep = virt_to_cache(x);
4531         if (WARN(cachep && cachep != s,
4532                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4533                  __func__, s->name, cachep->name))
4534                 print_tracking(cachep, x);
4535         return cachep;
4536 }
4537
4538 /**
4539  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4540  * @s: The cache the allocation was from.
4541  * @x: The previously allocated object.
4542  *
4543  * Free an object which was previously allocated from this
4544  * cache.
4545  */
4546 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4547 {
4548         s = cache_from_obj(s, x);
4549         if (!s)
4550                 return;
4551         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4552         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4553 }
4554 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4555
4556 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4557 {
4558         unsigned int order = folio_order(folio);
4559
4560         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4561                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4562
4563         kmemleak_free(object);
4564         kasan_kfree_large(object);
4565         kmsan_kfree_large(object);
4566
4567         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4568                               -(PAGE_SIZE << order));
4569         folio_put(folio);
4570 }
4571
4572 /**
4573  * kfree - free previously allocated memory
4574  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4575  *
4576  * If @object is NULL, no operation is performed.
4577  */
4578 void kfree(const void *object)
4579 {
4580         struct folio *folio;
4581         struct slab *slab;
4582         struct kmem_cache *s;
4583         void *x = (void *)object;
4584
4585         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4586
4587         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4588                 return;
4589
4590         folio = virt_to_folio(object);
4591         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4592                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4593                 return;
4594         }
4595
4596         slab = folio_slab(folio);
4597         s = slab->slab_cache;
4598         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4599 }
4600 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4601
4602 struct detached_freelist {
4603         struct slab *slab;
4604         void *tail;
4605         void *freelist;
4606         int cnt;
4607         struct kmem_cache *s;
4608 };
4609
4610 /*
4611  * This function progressively scans the array with free objects (with
4612  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4613  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4614  * slab/objects.  This can happen without any need for
4615  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4616  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4617  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4618  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4619  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4620  * to performance reasons.
4621  */
4622 static inline
4623 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4624                             void **p, struct detached_freelist *df)
4625 {
4626         int lookahead = 3;
4627         void *object;
4628         struct folio *folio;
4629         size_t same;
4630
4631         object = p[--size];
4632         folio = virt_to_folio(object);
4633         if (!s) {
4634                 /* Handle kalloc'ed objects */
4635                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4636                         free_large_kmalloc(folio, object);
4637                         df->slab = NULL;
4638                         return size;
4639                 }
4640                 /* Derive kmem_cache from object */
4641                 df->slab = folio_slab(folio);
4642                 df->s = df->slab->slab_cache;
4643         } else {
4644                 df->slab = folio_slab(folio);
4645                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4646         }
4647
4648         /* Start new detached freelist */
4649         df->tail = object;
4650         df->freelist = object;
4651         df->cnt = 1;
4652
4653         if (is_kfence_address(object))
4654                 return size;
4655
4656         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4657
4658         same = size;
4659         while (size) {
4660                 object = p[--size];
4661                 /* df->slab is always set at this point */
4662                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4663                         /* Opportunity build freelist */
4664                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4665                         df->freelist = object;
4666                         df->cnt++;
4667                         same--;
4668                         if (size != same)
4669                                 swap(p[size], p[same]);
4670                         continue;
4671                 }
4672
4673                 /* Limit look ahead search */
4674                 if (!--lookahead)
4675                         break;
4676         }
4677
4678         return same;
4679 }
4680
4681 /*
4682  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4683  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4684  */
4685 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4686 {
4687         if (!size)
4688                 return;
4689
4690         do {
4691                 struct detached_freelist df;
4692
4693                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4694                 if (!df.slab)
4695                         continue;
4696
4697                 if (kfence_free(df.freelist))
4698                         continue;
4699
4700                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4701                              _RET_IP_);
4702         } while (likely(size));
4703 }
4704
4705 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4706 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4707 {
4708         if (!size)
4709                 return;
4710
4711         do {
4712                 struct detached_freelist df;
4713
4714                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4715                 if (!df.slab)
4716                         continue;
4717
4718                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4719                                df.cnt, _RET_IP_);
4720         } while (likely(size));
4721 }
4722 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4723
4724 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4725 static inline
4726 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4727                             void **p)
4728 {
4729         struct kmem_cache_cpu *c;
4730         unsigned long irqflags;
4731         int i;
4732
4733         /*
4734          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4735          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4736          * handlers invoking normal fastpath.
4737          */
4738         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4739         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4740
4741         for (i = 0; i < size; i++) {
4742                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4743
4744                 if (unlikely(object)) {
4745                         p[i] = object;
4746                         continue;
4747                 }
4748
4749                 object = c->freelist;
4750                 if (unlikely(!object)) {
4751                         /*
4752                          * We may have removed an object from c->freelist using
4753                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4754                          * c->tid has not been bumped yet.
4755                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4756                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4757                          */
4758                         c->tid = next_tid(c->tid);
4759
4760                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4761
4762                         /*
4763                          * Invoking slow path likely have side-effect
4764                          * of re-populating per CPU c->freelist
4765                          */
4766                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4767                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4768                         if (unlikely(!p[i]))
4769                                 goto error;
4770
4771                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4772                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4773
4774                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4775
4776                         continue; /* goto for-loop */
4777                 }
4778                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4779                 p[i] = object;
4780                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4781                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4782         }
4783         c->tid = next_tid(c->tid);
4784         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4785         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4786
4787         return i;
4788
4789 error:
4790         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4791         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4792         return 0;
4793
4794 }
4795 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4796 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4797                                    size_t size, void **p)
4798 {
4799         int i;
4800
4801         for (i = 0; i < size; i++) {
4802                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4803
4804                 if (unlikely(object)) {
4805                         p[i] = object;
4806                         continue;
4807                 }
4808
4809                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4810                                          _RET_IP_, s->object_size);
4811                 if (unlikely(!p[i]))
4812                         goto error;
4813
4814                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4815         }
4816
4817         return i;
4818
4819 error:
4820         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4821         return 0;
4822 }
4823 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4824
4825 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4826 int kmem_cache_alloc_bulk_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4827                                  void **p)
4828 {
4829         int i;
4830
4831         if (!size)
4832                 return 0;
4833
4834         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
4835         if (unlikely(!s))
4836                 return 0;
4837
4838         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4839         if (unlikely(i == 0))
4840                 return 0;
4841
4842         /*
4843          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4844          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4845          */
4846         if (unlikely(!slab_post_alloc_hook(s, NULL, flags, size, p,
4847                     slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size))) {
4848                 return 0;
4849         }
4850         return i;
4851 }
4852 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk_noprof);
4853
4854
4855 /*
4856  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4857  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4858  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4859  * another.
4860  *
4861  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4862  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4863  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4864  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4865  * locking overhead.
4866  */
4867
4868 /*
4869  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4870  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4871  * and increases the number of allocations possible without having to
4872  * take the list_lock.
4873  */
4874 static unsigned int slub_min_order;
4875 static unsigned int slub_max_order =
4876         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4877 static unsigned int slub_min_objects;
4878
4879 /*
4880  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4881  *
4882  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4883  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4884  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4885  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4886  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4887  * would be wasted.
4888  *
4889  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4890  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4891  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4892  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4893  *
4894  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4895  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
4896  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4897  * of space in favor of a small page order.
4898  *
4899  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4900  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4901  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4902  * the smallest order which will fit the object.
4903  */
4904 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4905                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
4906                 unsigned int fract_leftover)
4907 {
4908         unsigned int order;
4909
4910         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
4911
4912                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4913                 unsigned int rem;
4914
4915                 rem = slab_size % size;
4916
4917                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4918                         break;
4919         }
4920
4921         return order;
4922 }
4923
4924 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4925 {
4926         unsigned int order;
4927         unsigned int min_objects;
4928         unsigned int max_objects;
4929         unsigned int min_order;
4930
4931         min_objects = slub_min_objects;
4932         if (!min_objects) {
4933                 /*
4934                  * Some architectures will only update present cpus when
4935                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4936                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4937                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4938                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4939                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4940                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4941                  */
4942                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
4943                 if (nr_cpus <= 1)
4944                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4945                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4946         }
4947         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
4948         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
4949         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4950
4951         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
4952                           get_order(min_objects * size));
4953         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4954                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4955
4956         /*
4957          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
4958          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
4959          * and backing off gradually.
4960          *
4961          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
4962          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
4963          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
4964          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
4965          *
4966          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
4967          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
4968          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
4969          * long as at least single object fits within slab_max_order.
4970          */
4971         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
4972                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
4973                                         fraction);
4974                 if (order <= slub_max_order)
4975                         return order;
4976         }
4977
4978         /*
4979          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
4980          */
4981         order = get_order(size);
4982         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
4983                 return order;
4984         return -ENOSYS;
4985 }
4986
4987 static void
4988 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4989 {
4990         n->nr_partial = 0;
4991         spin_lock_init(&n->list_lock);
4992         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4993 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4994         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4995         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4996         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4997 #endif
4998 }
4999
5000 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5001 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
5002 {
5003         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
5004                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
5005                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
5006
5007         /*
5008          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
5009          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
5010          */
5011         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
5012                                      2 * sizeof(void *));
5013
5014         if (!s->cpu_slab)
5015                 return 0;
5016
5017         init_kmem_cache_cpus(s);
5018
5019         return 1;
5020 }
5021 #else
5022 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
5023 {
5024         return 1;
5025 }
5026 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
5027
5028 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
5029
5030 /*
5031  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
5032  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
5033  * possible.
5034  *
5035  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
5036  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
5037  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
5038  */
5039 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
5040 {
5041         struct slab *slab;
5042         struct kmem_cache_node *n;
5043
5044         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
5045
5046         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
5047
5048         BUG_ON(!slab);
5049         if (slab_nid(slab) != node) {
5050                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
5051                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
5052         }
5053
5054         n = slab->freelist;
5055         BUG_ON(!n);
5056 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5057         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
5058 #endif
5059         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
5060         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
5061         slab->inuse = 1;
5062         kmem_cache_node->node[node] = n;
5063         init_kmem_cache_node(n);
5064         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
5065
5066         /*
5067          * No locks need to be taken here as it has just been
5068          * initialized and there is no concurrent access.
5069          */
5070         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
5071 }
5072
5073 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5074 {
5075         int node;
5076         struct kmem_cache_node *n;
5077
5078         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5079                 s->node[node] = NULL;
5080                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
5081         }
5082 }
5083
5084 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
5085 {
5086         cache_random_seq_destroy(s);
5087 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5088         free_percpu(s->cpu_slab);
5089 #endif
5090         free_kmem_cache_nodes(s);
5091 }
5092
5093 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5094 {
5095         int node;
5096
5097         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
5098                 struct kmem_cache_node *n;
5099
5100                 if (slab_state == DOWN) {
5101                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
5102                         continue;
5103                 }
5104                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
5105                                                 GFP_KERNEL, node);
5106
5107                 if (!n) {
5108                         free_kmem_cache_nodes(s);
5109                         return 0;
5110                 }
5111
5112                 init_kmem_cache_node(n);
5113                 s->node[node] = n;
5114         }
5115         return 1;
5116 }
5117
5118 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
5119 {
5120 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5121         unsigned int nr_objects;
5122
5123         /*
5124          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
5125          * per cpu partial lists of a processor.
5126          *
5127          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
5128          * object freed. If they are used for allocation then they can be
5129          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
5130          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
5131          *
5132          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
5133          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
5134          * slub_set_cpu_partial()
5135          */
5136         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5137                 nr_objects = 0;
5138         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
5139                 nr_objects = 6;
5140         else if (s->size >= 1024)
5141                 nr_objects = 24;
5142         else if (s->size >= 256)
5143                 nr_objects = 52;
5144         else
5145                 nr_objects = 120;
5146
5147         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
5148 #endif
5149 }
5150
5151 /*
5152  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
5153  * a slab object.
5154  */
5155 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
5156 {
5157         slab_flags_t flags = s->flags;
5158         unsigned int size = s->object_size;
5159         unsigned int order;
5160
5161         /*
5162          * Round up object size to the next word boundary. We can only
5163          * place the free pointer at word boundaries and this determines
5164          * the possible location of the free pointer.
5165          */
5166         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
5167
5168 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5169         /*
5170          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
5171          * the slab may touch the object after free or before allocation
5172          * then we should never poison the object itself.
5173          */
5174         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
5175                         !s->ctor)
5176                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
5177         else
5178                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
5179
5180
5181         /*
5182          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
5183          * end of the object and the free pointer. If not then add an
5184          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
5185          */
5186         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
5187                 size += sizeof(void *);
5188 #endif
5189
5190         /*
5191          * With that we have determined the number of bytes in actual use
5192          * by the object and redzoning.
5193          */
5194         s->inuse = size;
5195
5196         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) || s->ctor ||
5197             ((flags & SLAB_RED_ZONE) &&
5198              (s->object_size < sizeof(void *) || slub_debug_orig_size(s)))) {
5199                 /*
5200                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5201                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5202                  * kmem_cache_free.
5203                  *
5204                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5205                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5206                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *) or are
5207                  * redzoning an object with slub_debug_orig_size() enabled,
5208                  * in which case the right redzone may be extended.
5209                  *
5210                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5211                  * pointer is outside of the object is used in the
5212                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5213                  * longer true, the function needs to be modified.
5214                  */
5215                 s->offset = size;
5216                 size += sizeof(void *);
5217         } else {
5218                 /*
5219                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5220                  * it away from the edges of the object to avoid small
5221                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5222                  */
5223                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5224         }
5225
5226 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5227         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5228                 /*
5229                  * Need to store information about allocs and frees after
5230                  * the object.
5231                  */
5232                 size += 2 * sizeof(struct track);
5233
5234                 /* Save the original kmalloc request size */
5235                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5236                         size += sizeof(unsigned int);
5237         }
5238 #endif
5239
5240         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5241 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5242         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5243                 /*
5244                  * Add some empty padding so that we can catch
5245                  * overwrites from earlier objects rather than let
5246                  * tracking information or the free pointer be
5247                  * corrupted if a user writes before the start
5248                  * of the object.
5249                  */
5250                 size += sizeof(void *);
5251
5252                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5253                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5254                 size += s->red_left_pad;
5255         }
5256 #endif
5257
5258         /*
5259          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5260          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5261          * each object to conform to the alignment.
5262          */
5263         size = ALIGN(size, s->align);
5264         s->size = size;
5265         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5266         order = calculate_order(size);
5267
5268         if ((int)order < 0)
5269                 return 0;
5270
5271         s->allocflags = __GFP_COMP;
5272
5273         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5274                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5275
5276         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5277                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5278
5279         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5280                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5281
5282         /*
5283          * Determine the number of objects per slab
5284          */
5285         s->oo = oo_make(order, size);
5286         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5287
5288         return !!oo_objects(s->oo);
5289 }
5290
5291 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5292 {
5293         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5294 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5295         s->random = get_random_long();
5296 #endif
5297
5298         if (!calculate_sizes(s))
5299                 goto error;
5300         if (disable_higher_order_debug) {
5301                 /*
5302                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5303                  * order increased.
5304                  */
5305                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5306                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5307                         s->offset = 0;
5308                         if (!calculate_sizes(s))
5309                                 goto error;
5310                 }
5311         }
5312
5313 #ifdef system_has_freelist_aba
5314         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5315                 /* Enable fast mode */
5316                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5317         }
5318 #endif
5319
5320         /*
5321          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5322          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5323          */
5324         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5325         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5326
5327         set_cpu_partial(s);
5328
5329 #ifdef CONFIG_NUMA
5330         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5331 #endif
5332
5333         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5334         if (slab_state >= UP) {
5335                 if (init_cache_random_seq(s))
5336                         goto error;
5337         }
5338
5339         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5340                 goto error;
5341
5342         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5343                 return 0;
5344
5345 error:
5346         __kmem_cache_release(s);
5347         return -EINVAL;
5348 }
5349
5350 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5351                               const char *text)
5352 {
5353 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5354         void *addr = slab_address(slab);
5355         void *p;
5356
5357         slab_err(s, slab, text, s->name);
5358
5359         spin_lock(&object_map_lock);
5360         __fill_map(object_map, s, slab);
5361
5362         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5363
5364                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5365                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5366                         print_tracking(s, p);
5367                 }
5368         }
5369         spin_unlock(&object_map_lock);
5370 #endif
5371 }
5372
5373 /*
5374  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5375  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5376  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5377  */
5378 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5379 {
5380         LIST_HEAD(discard);
5381         struct slab *slab, *h;
5382
5383         BUG_ON(irqs_disabled());
5384         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5385         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5386                 if (!slab->inuse) {
5387                         remove_partial(n, slab);
5388                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5389                 } else {
5390                         list_slab_objects(s, slab,
5391                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5392                 }
5393         }
5394         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5395
5396         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5397                 discard_slab(s, slab);
5398 }
5399
5400 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5401 {
5402         int node;
5403         struct kmem_cache_node *n;
5404
5405         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5406                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5407                         return false;
5408         return true;
5409 }
5410
5411 /*
5412  * Release all resources used by a slab cache.
5413  */
5414 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5415 {
5416         int node;
5417         struct kmem_cache_node *n;
5418
5419         flush_all_cpus_locked(s);
5420         /* Attempt to free all objects */
5421         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5422                 free_partial(s, n);
5423                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5424                         return 1;
5425         }
5426         return 0;
5427 }
5428
5429 #ifdef CONFIG_PRINTK
5430 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5431 {
5432         void *base;
5433         int __maybe_unused i;
5434         unsigned int objnr;
5435         void *objp;
5436         void *objp0;
5437         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5438         struct track __maybe_unused *trackp;
5439
5440         kpp->kp_ptr = object;
5441         kpp->kp_slab = slab;
5442         kpp->kp_slab_cache = s;
5443         base = slab_address(slab);
5444         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5446         objp = restore_red_left(s, objp0);
5447 #else
5448         objp = objp0;
5449 #endif
5450         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5451         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5452         objp = base + s->size * objnr;
5453         kpp->kp_objp = objp;
5454         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5455                          || (objp - base) % s->size) ||
5456             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5457                 return;
5458 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5459         objp = fixup_red_left(s, objp);
5460         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5461         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5462 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5463         {
5464                 depot_stack_handle_t handle;
5465                 unsigned long *entries;
5466                 unsigned int nr_entries;
5467
5468                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5469                 if (handle) {
5470                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5471                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5472                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5473                 }
5474
5475                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5476                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5477                 if (handle) {
5478                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5479                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5480                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5481                 }
5482         }
5483 #endif
5484 #endif
5485 }
5486 #endif
5487
5488 /********************************************************************
5489  *              Kmalloc subsystem
5490  *******************************************************************/
5491
5492 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5493 {
5494         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5495
5496         if (slub_min_order > slub_max_order)
5497                 slub_max_order = slub_min_order;
5498
5499         return 1;
5500 }
5501
5502 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5503 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5504
5505
5506 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5507 {
5508         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5509         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5510
5511         if (slub_min_order > slub_max_order)
5512                 slub_min_order = slub_max_order;
5513
5514         return 1;
5515 }
5516
5517 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5518 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5519
5520 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5521 {
5522         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5523
5524         return 1;
5525 }
5526
5527 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5528 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5529
5530 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5531 /*
5532  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5533  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5534  * cache's usercopy region.
5535  *
5536  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5537  * to indicate an error.
5538  */
5539 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5540                          const struct slab *slab, bool to_user)
5541 {
5542         struct kmem_cache *s;
5543         unsigned int offset;
5544         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5545
5546         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5547
5548         /* Find object and usable object size. */
5549         s = slab->slab_cache;
5550
5551         /* Reject impossible pointers. */
5552         if (ptr < slab_address(slab))
5553                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5554                                to_user, 0, n);
5555
5556         /* Find offset within object. */
5557         if (is_kfence)
5558                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5559         else
5560                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5561
5562         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5563         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5564                 if (offset < s->red_left_pad)
5565                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5566                                        s->name, to_user, offset, n);
5567                 offset -= s->red_left_pad;
5568         }
5569
5570         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5571         if (offset >= s->useroffset &&
5572             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5573             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5574                 return;
5575
5576         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5577 }
5578 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5579
5580 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5581
5582 /*
5583  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5584  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5585  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5586  *
5587  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5588  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5589  * are freed in them.
5590  */
5591 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5592 {
5593         int node;
5594         int i;
5595         struct kmem_cache_node *n;
5596         struct slab *slab;
5597         struct slab *t;
5598         struct list_head discard;
5599         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5600         unsigned long flags;
5601         int ret = 0;
5602
5603         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5604                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5605                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5606                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5607
5608                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5609
5610                 /*
5611                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5612                  *
5613                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5614                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5615                  */
5616                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5617                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5618
5619                         /* Do not reread slab->inuse */
5620                         barrier();
5621
5622                         /* We do not keep full slabs on the list */
5623                         BUG_ON(free <= 0);
5624
5625                         if (free == slab->objects) {
5626                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5627                                 slab_clear_node_partial(slab);
5628                                 n->nr_partial--;
5629                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5630                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5631                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5632                 }
5633
5634                 /*
5635                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5636                  * partial list.
5637                  */
5638                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5639                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5640
5641                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5642
5643                 /* Release empty slabs */
5644                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5645                         free_slab(s, slab);
5646
5647                 if (node_nr_slabs(n))
5648                         ret = 1;
5649         }
5650
5651         return ret;
5652 }
5653
5654 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5655 {
5656         flush_all(s);
5657         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5658 }
5659
5660 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5661 {
5662         struct kmem_cache *s;
5663
5664         mutex_lock(&slab_mutex);
5665         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5666                 flush_all_cpus_locked(s);
5667                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5668         }
5669         mutex_unlock(&slab_mutex);
5670
5671         return 0;
5672 }
5673
5674 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5675 {
5676         struct memory_notify *marg = arg;
5677         int offline_node;
5678
5679         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5680
5681         /*
5682          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5683          * for it yet.
5684          */
5685         if (offline_node < 0)
5686                 return;
5687
5688         mutex_lock(&slab_mutex);
5689         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5690         /*
5691          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5692          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5693          * slab_mutex.
5694          */
5695         mutex_unlock(&slab_mutex);
5696 }
5697
5698 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5699 {
5700         struct kmem_cache_node *n;
5701         struct kmem_cache *s;
5702         struct memory_notify *marg = arg;
5703         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5704         int ret = 0;
5705
5706         /*
5707          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5708          * already created. Nothing to do.
5709          */
5710         if (nid < 0)
5711                 return 0;
5712
5713         /*
5714          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5715          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5716          * online.
5717          */
5718         mutex_lock(&slab_mutex);
5719         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5720                 /*
5721                  * The structure may already exist if the node was previously
5722                  * onlined and offlined.
5723                  */
5724                 if (get_node(s, nid))
5725                         continue;
5726                 /*
5727                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5728                  *      since memory is not yet available from the node that
5729                  *      is brought up.
5730                  */
5731                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5732                 if (!n) {
5733                         ret = -ENOMEM;
5734                         goto out;
5735                 }
5736                 init_kmem_cache_node(n);
5737                 s->node[nid] = n;
5738         }
5739         /*
5740          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5741          * initialized for the new node.
5742          */
5743         node_set(nid, slab_nodes);
5744 out:
5745         mutex_unlock(&slab_mutex);
5746         return ret;
5747 }
5748
5749 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5750                                 unsigned long action, void *arg)
5751 {
5752         int ret = 0;
5753
5754         switch (action) {
5755         case MEM_GOING_ONLINE:
5756                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5757                 break;
5758         case MEM_GOING_OFFLINE:
5759                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5760                 break;
5761         case MEM_OFFLINE:
5762         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5763                 slab_mem_offline_callback(arg);
5764                 break;
5765         case MEM_ONLINE:
5766         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5767                 break;
5768         }
5769         if (ret)
5770                 ret = notifier_from_errno(ret);
5771         else
5772                 ret = NOTIFY_OK;
5773         return ret;
5774 }
5775
5776 /********************************************************************
5777  *                      Basic setup of slabs
5778  *******************************************************************/
5779
5780 /*
5781  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5782  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5783  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5784  */
5785
5786 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5787 {
5788         int node;
5789         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5790         struct kmem_cache_node *n;
5791
5792         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5793
5794         /*
5795          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5796          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5797          * IPIs around.
5798          */
5799         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5800         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5801                 struct slab *p;
5802
5803                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5804                         p->slab_cache = s;
5805
5806 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5807                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5808                         p->slab_cache = s;
5809 #endif
5810         }
5811         list_add(&s->list, &slab_caches);
5812         return s;
5813 }
5814
5815 void __init kmem_cache_init(void)
5816 {
5817         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5818                 boot_kmem_cache_node;
5819         int node;
5820
5821         if (debug_guardpage_minorder())
5822                 slub_max_order = 0;
5823
5824         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5825         if (__slub_debug_enabled())
5826                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5827
5828         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5829         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5830
5831         /*
5832          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5833          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5834          */
5835         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5836                 node_set(node, slab_nodes);
5837
5838         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5839                         sizeof(struct kmem_cache_node),
5840                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5841
5842         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5843
5844         /* Able to allocate the per node structures */
5845         slab_state = PARTIAL;
5846
5847         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5848                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5849                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5850                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5851
5852         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5853         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5854
5855         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5856         setup_kmalloc_cache_index_table();
5857         create_kmalloc_caches();
5858
5859         /* Setup random freelists for each cache */
5860         init_freelist_randomization();
5861
5862         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5863                                   slub_cpu_dead);
5864
5865         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5866                 cache_line_size(),
5867                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5868                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5869 }
5870
5871 void __init kmem_cache_init_late(void)
5872 {
5873 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5874         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5875         WARN_ON(!flushwq);
5876 #endif
5877 }
5878
5879 struct kmem_cache *
5880 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5881                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5882 {
5883         struct kmem_cache *s;
5884
5885         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5886         if (s) {
5887                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5888                         return NULL;
5889
5890                 s->refcount++;
5891
5892                 /*
5893                  * Adjust the object sizes so that we clear
5894                  * the complete object on kzalloc.
5895                  */
5896                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5897                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5898         }
5899
5900         return s;
5901 }
5902
5903 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5904 {
5905         int err;
5906
5907         err = kmem_cache_open(s, flags);
5908         if (err)
5909                 return err;
5910
5911         /* Mutex is not taken during early boot */
5912         if (slab_state <= UP)
5913                 return 0;
5914
5915         err = sysfs_slab_add(s);
5916         if (err) {
5917                 __kmem_cache_release(s);
5918                 return err;
5919         }
5920
5921         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5922                 debugfs_slab_add(s);
5923
5924         return 0;
5925 }
5926
5927 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5928 static int count_inuse(struct slab *slab)
5929 {
5930         return slab->inuse;
5931 }
5932
5933 static int count_total(struct slab *slab)
5934 {
5935         return slab->objects;
5936 }
5937 #endif
5938
5939 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5940 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5941                           unsigned long *obj_map)
5942 {
5943         void *p;
5944         void *addr = slab_address(slab);
5945
5946         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5947                 return;
5948
5949         /* Now we know that a valid freelist exists */
5950         __fill_map(obj_map, s, slab);
5951         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5952                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5953                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5954
5955                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5956                         break;
5957         }
5958 }
5959
5960 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5961                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5962 {
5963         unsigned long count = 0;
5964         struct slab *slab;
5965         unsigned long flags;
5966
5967         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5968
5969         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5970                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5971                 count++;
5972         }
5973         if (count != n->nr_partial) {
5974                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5975                        s->name, count, n->nr_partial);
5976                 slab_add_kunit_errors();
5977         }
5978
5979         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5980                 goto out;
5981
5982         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5983                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5984                 count++;
5985         }
5986         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5987                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5988                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5989                 slab_add_kunit_errors();
5990         }
5991
5992 out:
5993         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5994         return count;
5995 }
5996
5997 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5998 {
5999         int node;
6000         unsigned long count = 0;
6001         struct kmem_cache_node *n;
6002         unsigned long *obj_map;
6003
6004         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6005         if (!obj_map)
6006                 return -ENOMEM;
6007
6008         flush_all(s);
6009         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
6010                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
6011
6012         bitmap_free(obj_map);
6013
6014         return count;
6015 }
6016 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
6017
6018 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
6019 /*
6020  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
6021  * and freed.
6022  */
6023
6024 struct location {
6025         depot_stack_handle_t handle;
6026         unsigned long count;
6027         unsigned long addr;
6028         unsigned long waste;
6029         long long sum_time;
6030         long min_time;
6031         long max_time;
6032         long min_pid;
6033         long max_pid;
6034         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
6035         nodemask_t nodes;
6036 };
6037
6038 struct loc_track {
6039         unsigned long max;
6040         unsigned long count;
6041         struct location *loc;
6042         loff_t idx;
6043 };
6044
6045 static struct dentry *slab_debugfs_root;
6046
6047 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
6048 {
6049         if (t->max)
6050                 free_pages((unsigned long)t->loc,
6051                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
6052 }
6053
6054 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
6055 {
6056         struct location *l;
6057         int order;
6058
6059         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
6060
6061         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
6062         if (!l)
6063                 return 0;
6064
6065         if (t->count) {
6066                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
6067                 free_loc_track(t);
6068         }
6069         t->max = max;
6070         t->loc = l;
6071         return 1;
6072 }
6073
6074 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6075                                 const struct track *track,
6076                                 unsigned int orig_size)
6077 {
6078         long start, end, pos;
6079         struct location *l;
6080         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
6081         unsigned long age = jiffies - track->when;
6082         depot_stack_handle_t handle = 0;
6083         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
6084
6085 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6086         handle = READ_ONCE(track->handle);
6087 #endif
6088         start = -1;
6089         end = t->count;
6090
6091         for ( ; ; ) {
6092                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
6093
6094                 /*
6095                  * There is nothing at "end". If we end up there
6096                  * we need to add something to before end.
6097                  */
6098                 if (pos == end)
6099                         break;
6100
6101                 l = &t->loc[pos];
6102                 caddr = l->addr;
6103                 chandle = l->handle;
6104                 cwaste = l->waste;
6105                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
6106                         (waste == cwaste)) {
6107
6108                         l->count++;
6109                         if (track->when) {
6110                                 l->sum_time += age;
6111                                 if (age < l->min_time)
6112                                         l->min_time = age;
6113                                 if (age > l->max_time)
6114                                         l->max_time = age;
6115
6116                                 if (track->pid < l->min_pid)
6117                                         l->min_pid = track->pid;
6118                                 if (track->pid > l->max_pid)
6119                                         l->max_pid = track->pid;
6120
6121                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
6122                                                 to_cpumask(l->cpus));
6123                         }
6124                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6125                         return 1;
6126                 }
6127
6128                 if (track->addr < caddr)
6129                         end = pos;
6130                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
6131                         end = pos;
6132                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
6133                                 waste < cwaste)
6134                         end = pos;
6135                 else
6136                         start = pos;
6137         }
6138
6139         /*
6140          * Not found. Insert new tracking element.
6141          */
6142         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
6143                 return 0;
6144
6145         l = t->loc + pos;
6146         if (pos < t->count)
6147                 memmove(l + 1, l,
6148                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
6149         t->count++;
6150         l->count = 1;
6151         l->addr = track->addr;
6152         l->sum_time = age;
6153         l->min_time = age;
6154         l->max_time = age;
6155         l->min_pid = track->pid;
6156         l->max_pid = track->pid;
6157         l->handle = handle;
6158         l->waste = waste;
6159         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
6160         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
6161         nodes_clear(l->nodes);
6162         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6163         return 1;
6164 }
6165
6166 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6167                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
6168                 unsigned long *obj_map)
6169 {
6170         void *addr = slab_address(slab);
6171         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
6172         void *p;
6173
6174         __fill_map(obj_map, s, slab);
6175
6176         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
6177                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
6178                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
6179                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
6180                                                 s->object_size);
6181 }
6182 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
6183 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6184
6185 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6186 enum slab_stat_type {
6187         SL_ALL,                 /* All slabs */
6188         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
6189         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
6190         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
6191         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
6192 };
6193
6194 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
6195 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
6196 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
6197 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
6198 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
6199
6200 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6201                                  char *buf, unsigned long flags)
6202 {
6203         unsigned long total = 0;
6204         int node;
6205         int x;
6206         unsigned long *nodes;
6207         int len = 0;
6208
6209         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6210         if (!nodes)
6211                 return -ENOMEM;
6212
6213         if (flags & SO_CPU) {
6214                 int cpu;
6215
6216                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6217                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6218                                                                cpu);
6219                         int node;
6220                         struct slab *slab;
6221
6222                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6223                         if (!slab)
6224                                 continue;
6225
6226                         node = slab_nid(slab);
6227                         if (flags & SO_TOTAL)
6228                                 x = slab->objects;
6229                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6230                                 x = slab->inuse;
6231                         else
6232                                 x = 1;
6233
6234                         total += x;
6235                         nodes[node] += x;
6236
6237 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6238                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6239                         if (slab) {
6240                                 node = slab_nid(slab);
6241                                 if (flags & SO_TOTAL)
6242                                         WARN_ON_ONCE(1);
6243                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6244                                         WARN_ON_ONCE(1);
6245                                 else
6246                                         x = data_race(slab->slabs);
6247                                 total += x;
6248                                 nodes[node] += x;
6249                         }
6250 #endif
6251                 }
6252         }
6253
6254         /*
6255          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6256          * already held which will conflict with an existing lock order:
6257          *
6258          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6259          *
6260          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6261          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6262          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6263          */
6264
6265 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6266         if (flags & SO_ALL) {
6267                 struct kmem_cache_node *n;
6268
6269                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6270
6271                         if (flags & SO_TOTAL)
6272                                 x = node_nr_objs(n);
6273                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6274                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6275                         else
6276                                 x = node_nr_slabs(n);
6277                         total += x;
6278                         nodes[node] += x;
6279                 }
6280
6281         } else
6282 #endif
6283         if (flags & SO_PARTIAL) {
6284                 struct kmem_cache_node *n;
6285
6286                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6287                         if (flags & SO_TOTAL)
6288                                 x = count_partial(n, count_total);
6289                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6290                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6291                         else
6292                                 x = n->nr_partial;
6293                         total += x;
6294                         nodes[node] += x;
6295                 }
6296         }
6297
6298         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6299 #ifdef CONFIG_NUMA
6300         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6301                 if (nodes[node])
6302                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6303                                              node, nodes[node]);
6304         }
6305 #endif
6306         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6307         kfree(nodes);
6308
6309         return len;
6310 }
6311
6312 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6313 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6314
6315 struct slab_attribute {
6316         struct attribute attr;
6317         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6318         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6319 };
6320
6321 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6322         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6323
6324 #define SLAB_ATTR(_name) \
6325         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6326
6327 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6328 {
6329         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6330 }
6331 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6332
6333 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6334 {
6335         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6336 }
6337 SLAB_ATTR_RO(align);
6338
6339 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6340 {
6341         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6342 }
6343 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6344
6345 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6346 {
6347         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6348 }
6349 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6350
6351 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6352 {
6353         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6354 }
6355 SLAB_ATTR_RO(order);
6356
6357 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6358 {
6359         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6360 }
6361
6362 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6363                                  size_t length)
6364 {
6365         unsigned long min;
6366         int err;
6367
6368         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6369         if (err)
6370                 return err;
6371
6372         s->min_partial = min;
6373         return length;
6374 }
6375 SLAB_ATTR(min_partial);
6376
6377 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6378 {
6379         unsigned int nr_partial = 0;
6380 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6381         nr_partial = s->cpu_partial;
6382 #endif
6383
6384         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6385 }
6386
6387 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6388                                  size_t length)
6389 {
6390         unsigned int objects;
6391         int err;
6392
6393         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6394         if (err)
6395                 return err;
6396         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6397                 return -EINVAL;
6398
6399         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6400         flush_all(s);
6401         return length;
6402 }
6403 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6404
6405 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6406 {
6407         if (!s->ctor)
6408                 return 0;
6409         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6410 }
6411 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6412
6413 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6414 {
6415         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6416 }
6417 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6418
6419 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6420 {
6421         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6422 }
6423 SLAB_ATTR_RO(partial);
6424
6425 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6426 {
6427         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6428 }
6429 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6430
6431 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6432 {
6433         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6434 }
6435 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6436
6437 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6438 {
6439         int objects = 0;
6440         int slabs = 0;
6441         int cpu __maybe_unused;
6442         int len = 0;
6443
6444 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6445         for_each_online_cpu(cpu) {
6446                 struct slab *slab;
6447
6448                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6449
6450                 if (slab)
6451                         slabs += data_race(slab->slabs);
6452         }
6453 #endif
6454
6455         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6456         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6457         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6458
6459 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6460         for_each_online_cpu(cpu) {
6461                 struct slab *slab;
6462
6463                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6464                 if (slab) {
6465                         slabs = data_race(slab->slabs);
6466                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6467                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6468                                              cpu, objects, slabs);
6469                 }
6470         }
6471 #endif
6472         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6473
6474         return len;
6475 }
6476 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6477
6478 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6479 {
6480         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6481 }
6482 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6483
6484 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6485 {
6486         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6487 }
6488 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6489
6490 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6491 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6492 {
6493         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6494 }
6495 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6496 #endif
6497
6498 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6499 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6500 {
6501         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6502 }
6503 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6504 #endif
6505
6506 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6507 {
6508         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6509 }
6510 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6511
6512 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6513 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6514 {
6515         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6516 }
6517 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6518
6519 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6520 {
6521         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6522 }
6523 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6524
6525 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6526 {
6527         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6528 }
6529 SLAB_ATTR_RO(objects);
6530
6531 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6532 {
6533         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6534 }
6535 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6536
6537 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6538 {
6539         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6540 }
6541 SLAB_ATTR_RO(trace);
6542
6543 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6544 {
6545         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6546 }
6547
6548 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6549
6550 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6551 {
6552         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6553 }
6554
6555 SLAB_ATTR_RO(poison);
6556
6557 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6558 {
6559         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6560 }
6561
6562 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6563
6564 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6565 {
6566         return 0;
6567 }
6568
6569 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6570                         const char *buf, size_t length)
6571 {
6572         int ret = -EINVAL;
6573
6574         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6575                 ret = validate_slab_cache(s);
6576                 if (ret >= 0)
6577                         ret = length;
6578         }
6579         return ret;
6580 }
6581 SLAB_ATTR(validate);
6582
6583 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6584
6585 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6586 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6587 {
6588         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6589 }
6590
6591 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6592                                 size_t length)
6593 {
6594         if (s->refcount > 1)
6595                 return -EINVAL;
6596
6597         if (buf[0] == '1')
6598                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6599         else
6600                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6601
6602         return length;
6603 }
6604 SLAB_ATTR(failslab);
6605 #endif
6606
6607 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6608 {
6609         return 0;
6610 }
6611
6612 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6613                         const char *buf, size_t length)
6614 {
6615         if (buf[0] == '1')
6616                 kmem_cache_shrink(s);
6617         else
6618                 return -EINVAL;
6619         return length;
6620 }
6621 SLAB_ATTR(shrink);
6622
6623 #ifdef CONFIG_NUMA
6624 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6625 {
6626         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6627 }
6628
6629 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6630                                 const char *buf, size_t length)
6631 {
6632         unsigned int ratio;
6633         int err;
6634
6635         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6636         if (err)
6637                 return err;
6638         if (ratio > 100)
6639                 return -ERANGE;
6640
6641         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6642
6643         return length;
6644 }
6645 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6646 #endif
6647
6648 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6649 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6650 {
6651         unsigned long sum  = 0;
6652         int cpu;
6653         int len = 0;
6654         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6655
6656         if (!data)
6657                 return -ENOMEM;
6658
6659         for_each_online_cpu(cpu) {
6660                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6661
6662                 data[cpu] = x;
6663                 sum += x;
6664         }
6665
6666         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6667
6668 #ifdef CONFIG_SMP
6669         for_each_online_cpu(cpu) {
6670                 if (data[cpu])
6671                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6672                                              cpu, data[cpu]);
6673         }
6674 #endif
6675         kfree(data);
6676         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6677
6678         return len;
6679 }
6680
6681 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6682 {
6683         int cpu;
6684
6685         for_each_online_cpu(cpu)
6686                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6687 }
6688
6689 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6690 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6691 {                                                               \
6692         return show_stat(s, buf, si);                           \
6693 }                                                               \
6694 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6695                                 const char *buf, size_t length) \
6696 {                                                               \
6697         if (buf[0] != '0')                                      \
6698                 return -EINVAL;                                 \
6699         clear_stat(s, si);                                      \
6700         return length;                                          \
6701 }                                                               \
6702 SLAB_ATTR(text);                                                \
6703
6704 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6705 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6706 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6707 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6708 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6709 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6710 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6711 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6712 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6713 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6714 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6715 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6716 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6717 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6718 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6719 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6720 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6721 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6722 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6723 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6724 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6725 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6726 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6727 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6728 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6729 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6730 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6731
6732 #ifdef CONFIG_KFENCE
6733 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6734 {
6735         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6736 }
6737
6738 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6739                         const char *buf, size_t length)
6740 {
6741         int ret = length;
6742
6743         if (buf[0] == '0')
6744                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6745         else if (buf[0] == '1')
6746                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6747         else
6748                 ret = -EINVAL;
6749
6750         return ret;
6751 }
6752 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6753 #endif
6754
6755 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6756         &slab_size_attr.attr,
6757         &object_size_attr.attr,
6758         &objs_per_slab_attr.attr,
6759         &order_attr.attr,
6760         &min_partial_attr.attr,
6761         &cpu_partial_attr.attr,
6762         &objects_partial_attr.attr,
6763         &partial_attr.attr,
6764         &cpu_slabs_attr.attr,
6765         &ctor_attr.attr,
6766         &aliases_attr.attr,
6767         &align_attr.attr,
6768         &hwcache_align_attr.attr,
6769         &reclaim_account_attr.attr,
6770         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6771         &shrink_attr.attr,
6772         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6773 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6774         &total_objects_attr.attr,
6775         &objects_attr.attr,
6776         &slabs_attr.attr,
6777         &sanity_checks_attr.attr,
6778         &trace_attr.attr,
6779         &red_zone_attr.attr,
6780         &poison_attr.attr,
6781         &store_user_attr.attr,
6782         &validate_attr.attr,
6783 #endif
6784 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6785         &cache_dma_attr.attr,
6786 #endif
6787 #ifdef CONFIG_NUMA
6788         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6789 #endif
6790 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6791         &alloc_fastpath_attr.attr,
6792         &alloc_slowpath_attr.attr,
6793         &free_fastpath_attr.attr,
6794         &free_slowpath_attr.attr,
6795         &free_frozen_attr.attr,
6796         &free_add_partial_attr.attr,
6797         &free_remove_partial_attr.attr,
6798         &alloc_from_partial_attr.attr,
6799         &alloc_slab_attr.attr,
6800         &alloc_refill_attr.attr,
6801         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6802         &free_slab_attr.attr,
6803         &cpuslab_flush_attr.attr,
6804         &deactivate_full_attr.attr,
6805         &deactivate_empty_attr.attr,
6806         &deactivate_to_head_attr.attr,
6807         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6808         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6809         &deactivate_bypass_attr.attr,
6810         &order_fallback_attr.attr,
6811         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6812         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6813         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6814         &cpu_partial_free_attr.attr,
6815         &cpu_partial_node_attr.attr,
6816         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6817 #endif
6818 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6819         &failslab_attr.attr,
6820 #endif
6821 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6822         &usersize_attr.attr,
6823 #endif
6824 #ifdef CONFIG_KFENCE
6825         &skip_kfence_attr.attr,
6826 #endif
6827
6828         NULL
6829 };
6830
6831 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6832         .attrs = slab_attrs,
6833 };
6834
6835 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6836                                 struct attribute *attr,
6837                                 char *buf)
6838 {
6839         struct slab_attribute *attribute;
6840         struct kmem_cache *s;
6841
6842         attribute = to_slab_attr(attr);
6843         s = to_slab(kobj);
6844
6845         if (!attribute->show)
6846                 return -EIO;
6847
6848         return attribute->show(s, buf);
6849 }
6850
6851 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6852                                 struct attribute *attr,
6853                                 const char *buf, size_t len)
6854 {
6855         struct slab_attribute *attribute;
6856         struct kmem_cache *s;
6857
6858         attribute = to_slab_attr(attr);
6859         s = to_slab(kobj);
6860
6861         if (!attribute->store)
6862                 return -EIO;
6863
6864         return attribute->store(s, buf, len);
6865 }
6866
6867 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6868 {
6869         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6870 }
6871
6872 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6873         .show = slab_attr_show,
6874         .store = slab_attr_store,
6875 };
6876
6877 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6878         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6879         .release = kmem_cache_release,
6880 };
6881
6882 static struct kset *slab_kset;
6883
6884 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6885 {
6886         return slab_kset;
6887 }
6888
6889 #define ID_STR_LENGTH 32
6890
6891 /* Create a unique string id for a slab cache:
6892  *
6893  * Format       :[flags-]size
6894  */
6895 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6896 {
6897         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6898         char *p = name;
6899
6900         if (!name)
6901                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6902
6903         *p++ = ':';
6904         /*
6905          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6906          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6907          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6908          * are matched during merging to guarantee that the id is
6909          * unique.
6910          */
6911         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6912                 *p++ = 'd';
6913         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6914                 *p++ = 'D';
6915         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6916                 *p++ = 'a';
6917         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6918                 *p++ = 'F';
6919         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6920                 *p++ = 'A';
6921         if (p != name + 1)
6922                 *p++ = '-';
6923         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6924
6925         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6926                 kfree(name);
6927                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6928         }
6929         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6930         return name;
6931 }
6932
6933 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6934 {
6935         int err;
6936         const char *name;
6937         struct kset *kset = cache_kset(s);
6938         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6939
6940         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6941                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6942                 unmergeable = 1;
6943
6944         if (unmergeable) {
6945                 /*
6946                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6947                  * This is typically the case for debug situations. In that
6948                  * case we can catch duplicate names easily.
6949                  */
6950                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6951                 name = s->name;
6952         } else {
6953                 /*
6954                  * Create a unique name for the slab as a target
6955                  * for the symlinks.
6956                  */
6957                 name = create_unique_id(s);
6958                 if (IS_ERR(name))
6959                         return PTR_ERR(name);
6960         }
6961
6962         s->kobj.kset = kset;
6963         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6964         if (err)
6965                 goto out;
6966
6967         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6968         if (err)
6969                 goto out_del_kobj;
6970
6971         if (!unmergeable) {
6972                 /* Setup first alias */
6973                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6974         }
6975 out:
6976         if (!unmergeable)
6977                 kfree(name);
6978         return err;
6979 out_del_kobj:
6980         kobject_del(&s->kobj);
6981         goto out;
6982 }
6983
6984 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6985 {
6986         kobject_del(&s->kobj);
6987 }
6988
6989 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6990 {
6991         kobject_put(&s->kobj);
6992 }
6993
6994 /*
6995  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6996  * available lest we lose that information.
6997  */
6998 struct saved_alias {
6999         struct kmem_cache *s;
7000         const char *name;
7001         struct saved_alias *next;
7002 };
7003
7004 static struct saved_alias *alias_list;
7005
7006 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
7007 {
7008         struct saved_alias *al;
7009
7010         if (slab_state == FULL) {
7011                 /*
7012                  * If we have a leftover link then remove it.
7013                  */
7014                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
7015                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
7016         }
7017
7018         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
7019         if (!al)
7020                 return -ENOMEM;
7021
7022         al->s = s;
7023         al->name = name;
7024         al->next = alias_list;
7025         alias_list = al;
7026         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
7027         return 0;
7028 }
7029
7030 static int __init slab_sysfs_init(void)
7031 {
7032         struct kmem_cache *s;
7033         int err;
7034
7035         mutex_lock(&slab_mutex);
7036
7037         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
7038         if (!slab_kset) {
7039                 mutex_unlock(&slab_mutex);
7040                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
7041                 return -ENOMEM;
7042         }
7043
7044         slab_state = FULL;
7045
7046         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
7047                 err = sysfs_slab_add(s);
7048                 if (err)
7049                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
7050                                s->name);
7051         }
7052
7053         while (alias_list) {
7054                 struct saved_alias *al = alias_list;
7055
7056                 alias_list = alias_list->next;
7057                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
7058                 if (err)
7059                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
7060                                al->name);
7061                 kfree(al);
7062         }
7063
7064         mutex_unlock(&slab_mutex);
7065         return 0;
7066 }
7067 late_initcall(slab_sysfs_init);
7068 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
7069
7070 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
7071 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
7072 {
7073         struct loc_track *t = seq->private;
7074         struct location *l;
7075         unsigned long idx;
7076
7077         idx = (unsigned long) t->idx;
7078         if (idx < t->count) {
7079                 l = &t->loc[idx];
7080
7081                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
7082
7083                 if (l->addr)
7084                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
7085                 else
7086                         seq_puts(seq, "<not-available>");
7087
7088                 if (l->waste)
7089                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
7090                                 l->count * l->waste, l->waste);
7091
7092                 if (l->sum_time != l->min_time) {
7093                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
7094                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
7095                                 l->max_time);
7096                 } else
7097                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
7098
7099                 if (l->min_pid != l->max_pid)
7100                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
7101                 else
7102                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
7103                                 l->min_pid);
7104
7105                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
7106                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
7107                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
7108
7109                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
7110                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
7111                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
7112
7113 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
7114                 {
7115                         depot_stack_handle_t handle;
7116                         unsigned long *entries;
7117                         unsigned int nr_entries, j;
7118
7119                         handle = READ_ONCE(l->handle);
7120                         if (handle) {
7121                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
7122                                 seq_puts(seq, "\n");
7123                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
7124                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
7125                         }
7126                 }
7127 #endif
7128                 seq_puts(seq, "\n");
7129         }
7130
7131         if (!idx && !t->count)
7132                 seq_puts(seq, "No data\n");
7133
7134         return 0;
7135 }
7136
7137 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
7138 {
7139 }
7140
7141 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
7142 {
7143         struct loc_track *t = seq->private;
7144
7145         t->idx = ++(*ppos);
7146         if (*ppos <= t->count)
7147                 return ppos;
7148
7149         return NULL;
7150 }
7151
7152 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
7153 {
7154         struct location *loc1 = (struct location *)a;
7155         struct location *loc2 = (struct location *)b;
7156
7157         if (loc1->count > loc2->count)
7158                 return -1;
7159         else
7160                 return 1;
7161 }
7162
7163 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
7164 {
7165         struct loc_track *t = seq->private;
7166
7167         t->idx = *ppos;
7168         return ppos;
7169 }
7170
7171 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
7172         .start  = slab_debugfs_start,
7173         .next   = slab_debugfs_next,
7174         .stop   = slab_debugfs_stop,
7175         .show   = slab_debugfs_show,
7176 };
7177
7178 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
7179 {
7180
7181         struct kmem_cache_node *n;
7182         enum track_item alloc;
7183         int node;
7184         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
7185                                                 sizeof(struct loc_track));
7186         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
7187         unsigned long *obj_map;
7188
7189         if (!t)
7190                 return -ENOMEM;
7191
7192         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
7193         if (!obj_map) {
7194                 seq_release_private(inode, filep);
7195                 return -ENOMEM;
7196         }
7197
7198         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
7199                 alloc = TRACK_ALLOC;
7200         else
7201                 alloc = TRACK_FREE;
7202
7203         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7204                 bitmap_free(obj_map);
7205                 seq_release_private(inode, filep);
7206                 return -ENOMEM;
7207         }
7208
7209         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7210                 unsigned long flags;
7211                 struct slab *slab;
7212
7213                 if (!node_nr_slabs(n))
7214                         continue;
7215
7216                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7217                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7218                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7219                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7220                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7221                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7222         }
7223
7224         /* Sort locations by count */
7225         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7226                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7227
7228         bitmap_free(obj_map);
7229         return 0;
7230 }
7231
7232 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7233 {
7234         struct seq_file *seq = file->private_data;
7235         struct loc_track *t = seq->private;
7236
7237         free_loc_track(t);
7238         return seq_release_private(inode, file);
7239 }
7240
7241 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7242         .open    = slab_debug_trace_open,
7243         .read    = seq_read,
7244         .llseek  = seq_lseek,
7245         .release = slab_debug_trace_release,
7246 };
7247
7248 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7249 {
7250         struct dentry *slab_cache_dir;
7251
7252         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7253                 return;
7254
7255         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7256
7257         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7258                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7259
7260         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7261                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7262 }
7263
7264 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7265 {
7266         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7267 }
7268
7269 static int __init slab_debugfs_init(void)
7270 {
7271         struct kmem_cache *s;
7272
7273         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7274
7275         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7276                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7277                         debugfs_slab_add(s);
7278
7279         return 0;
7280
7281 }
7282 __initcall(slab_debugfs_init);
7283 #endif
7284 /*
7285  * The /proc/slabinfo ABI
7286  */
7287 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7288 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7289 {
7290         unsigned long nr_slabs = 0;
7291         unsigned long nr_objs = 0;
7292         unsigned long nr_free = 0;
7293         int node;
7294         struct kmem_cache_node *n;
7295
7296         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7297                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7298                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7299                 nr_free += count_partial_free_approx(n);
7300         }
7301
7302         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7303         sinfo->num_objs = nr_objs;
7304         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7305         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7306         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7307         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7308 }
7309 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
This page took 0.445192 seconds and 4 git commands to generate.