slab, slub: skip unnecessary kasan_cache_shutdown()
[muen/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 operatios
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> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/notifier.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
56  *   double word in the page struct. Meaning
57  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
58  *      B. page->counters       -> Counters of objects
59  *      C. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
63  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
64  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
65  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 /* Poison object */
196 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
197 /* Use cmpxchg_double */
198 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
199
200 /*
201  * Tracking user of a slab.
202  */
203 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
204 struct track {
205         unsigned long addr;     /* Called from address */
206 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
207         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
208 #endif
209         int cpu;                /* Was running on cpu */
210         int pid;                /* Pid context */
211         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
212 };
213
214 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
215
216 #ifdef CONFIG_SYSFS
217 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
218 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
219 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
220 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
226 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         /*
233          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
234          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
235          */
236         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
237 #endif
238 }
239
240 /********************************************************************
241  *                      Core slab cache functions
242  *******************************************************************/
243
244 /*
245  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
246  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
247  * random number.
248  */
249 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
250                                  unsigned long ptr_addr)
251 {
252 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
253         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
254 #else
255         return ptr;
256 #endif
257 }
258
259 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
260 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
261                                          void *ptr_addr)
262 {
263         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
264                             (unsigned long)ptr_addr);
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
270 }
271
272 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         if (object)
275                 prefetch(freelist_dereference(s, object + s->offset));
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         unsigned long freepointer_addr;
281         void *p;
282
283         if (!debug_pagealloc_enabled())
284                 return get_freepointer(s, object);
285
286         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
287         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
288         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
289 }
290
291 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
292 {
293         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
294
295 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
296         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
297 #endif
298
299         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
300 }
301
302 /* Loop over all objects in a slab */
303 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
304         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
305                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
306                 __p += (__s)->size)
307
308 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
309         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
310                 __idx <= __objects; \
311                 __p += (__s)->size, __idx++)
312
313 /* Determine object index from a given position */
314 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
315 {
316         return (p - addr) / s->size;
317 }
318
319 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size, unsigned int reserved)
320 {
321         return (((unsigned int)PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
322 }
323
324 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
325                 unsigned int size, unsigned int reserved)
326 {
327         struct kmem_cache_order_objects x = {
328                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
329         };
330
331         return x;
332 }
333
334 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
335 {
336         return x.x >> OO_SHIFT;
337 }
338
339 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x & OO_MASK;
342 }
343
344 /*
345  * Per slab locking using the pagelock
346  */
347 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
348 {
349         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
350         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
351 }
352
353 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
354 {
355         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
356         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
357 }
358
359 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
360 {
361         struct page tmp;
362         tmp.counters = counters_new;
363         /*
364          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
365          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
366          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
367          * be careful and only assign to the fields we need.
368          */
369         page->frozen  = tmp.frozen;
370         page->inuse   = tmp.inuse;
371         page->objects = tmp.objects;
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                                    freelist_old, counters_old,
386                                    freelist_new, counters_new))
387                         return true;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
396                         slab_unlock(page);
397                         return true;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return false;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                                    freelist_old, counters_old,
422                                    freelist_new, counters_new))
423                         return true;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return true;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return false;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 /*
455  * Determine a map of object in use on a page.
456  *
457  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
458  * not vanish from under us.
459  */
460 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
461 {
462         void *p;
463         void *addr = page_address(page);
464
465         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
466                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
467 }
468
469 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
470 {
471         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
472                 return s->size - s->red_left_pad;
473
474         return s->size;
475 }
476
477 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
478 {
479         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
480                 p -= s->red_left_pad;
481
482         return p;
483 }
484
485 /*
486  * Debug settings:
487  */
488 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
489 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
490 #else
491 static slab_flags_t slub_debug;
492 #endif
493
494 static char *slub_debug_slabs;
495 static int disable_higher_order_debug;
496
497 /*
498  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
499  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
500  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
501  * to tell kasan that these accesses are OK.
502  */
503 static inline void metadata_access_enable(void)
504 {
505         kasan_disable_current();
506 }
507
508 static inline void metadata_access_disable(void)
509 {
510         kasan_enable_current();
511 }
512
513 /*
514  * Object debugging
515  */
516
517 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
518 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
519                                 struct page *page, void *object)
520 {
521         void *base;
522
523         if (!object)
524                 return 1;
525
526         base = page_address(page);
527         object = restore_red_left(s, object);
528         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
529                 (object - base) % s->size) {
530                 return 0;
531         }
532
533         return 1;
534 }
535
536 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
537                           unsigned int length)
538 {
539         metadata_access_enable();
540         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
541                         length, 1);
542         metadata_access_disable();
543 }
544
545 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
546         enum track_item alloc)
547 {
548         struct track *p;
549
550         if (s->offset)
551                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
552         else
553                 p = object + s->inuse;
554
555         return p + alloc;
556 }
557
558 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
559                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
560 {
561         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
562
563         if (addr) {
564 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
565                 struct stack_trace trace;
566                 int i;
567
568                 trace.nr_entries = 0;
569                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
570                 trace.entries = p->addrs;
571                 trace.skip = 3;
572                 metadata_access_enable();
573                 save_stack_trace(&trace);
574                 metadata_access_disable();
575
576                 /* See rant in lockdep.c */
577                 if (trace.nr_entries != 0 &&
578                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
579                         trace.nr_entries--;
580
581                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
582                         p->addrs[i] = 0;
583 #endif
584                 p->addr = addr;
585                 p->cpu = smp_processor_id();
586                 p->pid = current->pid;
587                 p->when = jiffies;
588         } else
589                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
590 }
591
592 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
593 {
594         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
595                 return;
596
597         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
598         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
599 }
600
601 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
602 {
603         if (!t->addr)
604                 return;
605
606         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
607                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
608 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
609         {
610                 int i;
611                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
612                         if (t->addrs[i])
613                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
614                         else
615                                 break;
616         }
617 #endif
618 }
619
620 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
621 {
622         unsigned long pr_time = jiffies;
623         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
624                 return;
625
626         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
627         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
628 }
629
630 static void print_page_info(struct page *page)
631 {
632         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
633                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
634
635 }
636
637 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
638 {
639         struct va_format vaf;
640         va_list args;
641
642         va_start(args, fmt);
643         vaf.fmt = fmt;
644         vaf.va = &args;
645         pr_err("=============================================================================\n");
646         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
647         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
648
649         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
650         va_end(args);
651 }
652
653 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
654 {
655         struct va_format vaf;
656         va_list args;
657
658         va_start(args, fmt);
659         vaf.fmt = fmt;
660         vaf.va = &args;
661         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
662         va_end(args);
663 }
664
665 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
666 {
667         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
668         u8 *addr = page_address(page);
669
670         print_tracking(s, p);
671
672         print_page_info(page);
673
674         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
675                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
676
677         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
678                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
679                               s->red_left_pad);
680         else if (p > addr + 16)
681                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
682
683         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
684                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
686                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
687                         s->inuse - s->object_size);
688
689         if (s->offset)
690                 off = s->offset + sizeof(void *);
691         else
692                 off = s->inuse;
693
694         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
695                 off += 2 * sizeof(struct track);
696
697         off += kasan_metadata_size(s);
698
699         if (off != size_from_object(s))
700                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
701                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
702                               size_from_object(s) - off);
703
704         dump_stack();
705 }
706
707 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
708                         u8 *object, char *reason)
709 {
710         slab_bug(s, "%s", reason);
711         print_trailer(s, page, object);
712 }
713
714 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
715                         const char *fmt, ...)
716 {
717         va_list args;
718         char buf[100];
719
720         va_start(args, fmt);
721         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
722         va_end(args);
723         slab_bug(s, "%s", buf);
724         print_page_info(page);
725         dump_stack();
726 }
727
728 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
729 {
730         u8 *p = object;
731
732         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
733                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
734
735         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
736                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
737                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
738         }
739
740         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
741                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
742 }
743
744 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
745                                                 void *from, void *to)
746 {
747         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
748         memset(from, data, to - from);
749 }
750
751 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
752                         u8 *object, char *what,
753                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
754 {
755         u8 *fault;
756         u8 *end;
757
758         metadata_access_enable();
759         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
760         metadata_access_disable();
761         if (!fault)
762                 return 1;
763
764         end = start + bytes;
765         while (end > fault && end[-1] == value)
766                 end--;
767
768         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
769         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
770                                         fault, end - 1, fault[0], value);
771         print_trailer(s, page, object);
772
773         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
774         return 0;
775 }
776
777 /*
778  * Object layout:
779  *
780  * object address
781  *      Bytes of the object to be managed.
782  *      If the freepointer may overlay the object then the free
783  *      pointer is the first word of the object.
784  *
785  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
786  *      0xa5 (POISON_END)
787  *
788  * object + s->object_size
789  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
790  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
791  *      object_size == inuse.
792  *
793  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
794  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
795  *
796  * object + s->inuse
797  *      Meta data starts here.
798  *
799  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
800  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
801  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
802  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
803  *              before the word boundary.
804  *
805  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
806  *
807  * object + s->size
808  *      Nothing is used beyond s->size.
809  *
810  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
811  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
812  * may be used with merged slabcaches.
813  */
814
815 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
816 {
817         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
818
819         if (s->offset)
820                 /* Freepointer is placed after the object. */
821                 off += sizeof(void *);
822
823         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
824                 /* We also have user information there */
825                 off += 2 * sizeof(struct track);
826
827         off += kasan_metadata_size(s);
828
829         if (size_from_object(s) == off)
830                 return 1;
831
832         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
833                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
834 }
835
836 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
837 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
838 {
839         u8 *start;
840         u8 *fault;
841         u8 *end;
842         u8 *pad;
843         int length;
844         int remainder;
845
846         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
847                 return 1;
848
849         start = page_address(page);
850         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
851         end = start + length;
852         remainder = length % s->size;
853         if (!remainder)
854                 return 1;
855
856         pad = end - remainder;
857         metadata_access_enable();
858         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
859         metadata_access_disable();
860         if (!fault)
861                 return 1;
862         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
863                 end--;
864
865         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
866         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
867
868         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
869         return 0;
870 }
871
872 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
873                                         void *object, u8 val)
874 {
875         u8 *p = object;
876         u8 *endobject = object + s->object_size;
877
878         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
879                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
880                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
881                         return 0;
882
883                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
884                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
885                         return 0;
886         } else {
887                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
888                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
889                                 endobject, POISON_INUSE,
890                                 s->inuse - s->object_size);
891                 }
892         }
893
894         if (s->flags & SLAB_POISON) {
895                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
896                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
897                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
898                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
899                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
900                         return 0;
901                 /*
902                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
903                  */
904                 check_pad_bytes(s, page, p);
905         }
906
907         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
908                 /*
909                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
910                  * freepointer while object is allocated.
911                  */
912                 return 1;
913
914         /* Check free pointer validity */
915         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
916                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
917                 /*
918                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
919                  * of the free objects in this slab. May cause
920                  * another error because the object count is now wrong.
921                  */
922                 set_freepointer(s, p, NULL);
923                 return 0;
924         }
925         return 1;
926 }
927
928 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
929 {
930         int maxobj;
931
932         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
933
934         if (!PageSlab(page)) {
935                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
936                 return 0;
937         }
938
939         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
940         if (page->objects > maxobj) {
941                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
942                         page->objects, maxobj);
943                 return 0;
944         }
945         if (page->inuse > page->objects) {
946                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
947                         page->inuse, page->objects);
948                 return 0;
949         }
950         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
951         slab_pad_check(s, page);
952         return 1;
953 }
954
955 /*
956  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
957  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
958  */
959 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
960 {
961         int nr = 0;
962         void *fp;
963         void *object = NULL;
964         int max_objects;
965
966         fp = page->freelist;
967         while (fp && nr <= page->objects) {
968                 if (fp == search)
969                         return 1;
970                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
971                         if (object) {
972                                 object_err(s, page, object,
973                                         "Freechain corrupt");
974                                 set_freepointer(s, object, NULL);
975                         } else {
976                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
977                                 page->freelist = NULL;
978                                 page->inuse = page->objects;
979                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
980                                 return 0;
981                         }
982                         break;
983                 }
984                 object = fp;
985                 fp = get_freepointer(s, object);
986                 nr++;
987         }
988
989         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
990         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
991                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
992
993         if (page->objects != max_objects) {
994                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
995                          page->objects, max_objects);
996                 page->objects = max_objects;
997                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
998         }
999         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1000                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1001                          page->inuse, page->objects - nr);
1002                 page->inuse = page->objects - nr;
1003                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1004         }
1005         return search == NULL;
1006 }
1007
1008 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1009                                                                 int alloc)
1010 {
1011         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1012                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1013                         s->name,
1014                         alloc ? "alloc" : "free",
1015                         object, page->inuse,
1016                         page->freelist);
1017
1018                 if (!alloc)
1019                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1020                                         s->object_size);
1021
1022                 dump_stack();
1023         }
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1028  */
1029 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1030         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1031 {
1032         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1033                 return;
1034
1035         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1036         list_add(&page->lru, &n->full);
1037 }
1038
1039 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1040 {
1041         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1042                 return;
1043
1044         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1045         list_del(&page->lru);
1046 }
1047
1048 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1049 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1050 {
1051         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1052
1053         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1054 }
1055
1056 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1057 {
1058         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1059 }
1060
1061 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1062 {
1063         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1064
1065         /*
1066          * May be called early in order to allocate a slab for the
1067          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1068          * dilemma by deferring the increment of the count during
1069          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1070          */
1071         if (likely(n)) {
1072                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1073                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1074         }
1075 }
1076 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1077 {
1078         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1079
1080         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1081         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1082 }
1083
1084 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1085 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1086                                                                 void *object)
1087 {
1088         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1089                 return;
1090
1091         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1092         init_tracking(s, object);
1093 }
1094
1095 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1096                                         struct page *page,
1097                                         void *object, unsigned long addr)
1098 {
1099         if (!check_slab(s, page))
1100                 return 0;
1101
1102         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1103                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1104                 return 0;
1105         }
1106
1107         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1108                 return 0;
1109
1110         return 1;
1111 }
1112
1113 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1114                                         struct page *page,
1115                                         void *object, unsigned long addr)
1116 {
1117         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1118                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1119                         goto bad;
1120         }
1121
1122         /* Success perform special debug activities for allocs */
1123         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1124                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1125         trace(s, page, object, 1);
1126         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1127         return 1;
1128
1129 bad:
1130         if (PageSlab(page)) {
1131                 /*
1132                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1133                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1134                  * as used avoids touching the remaining objects.
1135                  */
1136                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1137                 page->inuse = page->objects;
1138                 page->freelist = NULL;
1139         }
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1144                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1145 {
1146         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1147                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1148                 return 0;
1149         }
1150
1151         if (on_freelist(s, page, object)) {
1152                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1153                 return 0;
1154         }
1155
1156         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1157                 return 0;
1158
1159         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1160                 if (!PageSlab(page)) {
1161                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1162                                  object);
1163                 } else if (!page->slab_cache) {
1164                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1165                                object);
1166                         dump_stack();
1167                 } else
1168                         object_err(s, page, object,
1169                                         "page slab pointer corrupt.");
1170                 return 0;
1171         }
1172         return 1;
1173 }
1174
1175 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1176 static noinline int free_debug_processing(
1177         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1178         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1179         unsigned long addr)
1180 {
1181         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1182         void *object = head;
1183         int cnt = 0;
1184         unsigned long uninitialized_var(flags);
1185         int ret = 0;
1186
1187         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1188         slab_lock(page);
1189
1190         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1191                 if (!check_slab(s, page))
1192                         goto out;
1193         }
1194
1195 next_object:
1196         cnt++;
1197
1198         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1199                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1200                         goto out;
1201         }
1202
1203         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1204                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1205         trace(s, page, object, 0);
1206         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1207         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1208
1209         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1210         if (object != tail) {
1211                 object = get_freepointer(s, object);
1212                 goto next_object;
1213         }
1214         ret = 1;
1215
1216 out:
1217         if (cnt != bulk_cnt)
1218                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1219                          bulk_cnt, cnt);
1220
1221         slab_unlock(page);
1222         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1223         if (!ret)
1224                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1225         return ret;
1226 }
1227
1228 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1229 {
1230         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1231         if (*str++ != '=' || !*str)
1232                 /*
1233                  * No options specified. Switch on full debugging.
1234                  */
1235                 goto out;
1236
1237         if (*str == ',')
1238                 /*
1239                  * No options but restriction on slabs. This means full
1240                  * debugging for slabs matching a pattern.
1241                  */
1242                 goto check_slabs;
1243
1244         slub_debug = 0;
1245         if (*str == '-')
1246                 /*
1247                  * Switch off all debugging measures.
1248                  */
1249                 goto out;
1250
1251         /*
1252          * Determine which debug features should be switched on
1253          */
1254         for (; *str && *str != ','; str++) {
1255                 switch (tolower(*str)) {
1256                 case 'f':
1257                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1258                         break;
1259                 case 'z':
1260                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1261                         break;
1262                 case 'p':
1263                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1264                         break;
1265                 case 'u':
1266                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1267                         break;
1268                 case 't':
1269                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1270                         break;
1271                 case 'a':
1272                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1273                         break;
1274                 case 'o':
1275                         /*
1276                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1277                          * order would increase as a result.
1278                          */
1279                         disable_higher_order_debug = 1;
1280                         break;
1281                 default:
1282                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1283                                *str);
1284                 }
1285         }
1286
1287 check_slabs:
1288         if (*str == ',')
1289                 slub_debug_slabs = str + 1;
1290 out:
1291         return 1;
1292 }
1293
1294 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1295
1296 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1297         slab_flags_t flags, const char *name,
1298         void (*ctor)(void *))
1299 {
1300         /*
1301          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1302          */
1303         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1304                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1305                 flags |= slub_debug;
1306
1307         return flags;
1308 }
1309 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1310 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1311                         struct page *page, void *object) {}
1312
1313 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1314         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1315
1316 static inline int free_debug_processing(
1317         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1318         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1319         unsigned long addr) { return 0; }
1320
1321 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1322                         { return 1; }
1323 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1324                         void *object, u8 val) { return 1; }
1325 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1326                                         struct page *page) {}
1327 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1328                                         struct page *page) {}
1329 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1330         slab_flags_t flags, const char *name,
1331         void (*ctor)(void *))
1332 {
1333         return flags;
1334 }
1335 #define slub_debug 0
1336
1337 #define disable_higher_order_debug 0
1338
1339 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1340                                                         { return 0; }
1341 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1342                                                         { return 0; }
1343 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1344                                                         int objects) {}
1345 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1346                                                         int objects) {}
1347
1348 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1349
1350 /*
1351  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1352  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1353  */
1354 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1355 {
1356         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1357         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1358 }
1359
1360 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1361 {
1362         kmemleak_free(x);
1363         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1364 }
1365
1366 static __always_inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1367 {
1368         void *freeptr;
1369
1370         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1371
1372         /*
1373          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1374          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1375          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1376          */
1377 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1378         {
1379                 unsigned long flags;
1380
1381                 local_irq_save(flags);
1382                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1383                 local_irq_restore(flags);
1384         }
1385 #endif
1386         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1387                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1388
1389         freeptr = get_freepointer(s, x);
1390         /*
1391          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1392          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1393          */
1394         kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1395         return freeptr;
1396 }
1397
1398 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1399                                            void *head, void *tail)
1400 {
1401 /*
1402  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1403  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1404  */
1405 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1406         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1407         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1408         defined(CONFIG_KASAN)
1409
1410         void *object = head;
1411         void *tail_obj = tail ? : head;
1412         void *freeptr;
1413
1414         do {
1415                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1416         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1417 #endif
1418 }
1419
1420 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1421                                 void *object)
1422 {
1423         setup_object_debug(s, page, object);
1424         kasan_init_slab_obj(s, object);
1425         if (unlikely(s->ctor)) {
1426                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1427                 s->ctor(object);
1428                 kasan_poison_object_data(s, object);
1429         }
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Slab allocation and freeing
1434  */
1435 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1436                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1437 {
1438         struct page *page;
1439         unsigned int order = oo_order(oo);
1440
1441         if (node == NUMA_NO_NODE)
1442                 page = alloc_pages(flags, order);
1443         else
1444                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1445
1446         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1447                 __free_pages(page, order);
1448                 page = NULL;
1449         }
1450
1451         return page;
1452 }
1453
1454 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1455 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1456 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1457 {
1458         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1459         int err;
1460
1461         /* Bailout if already initialised */
1462         if (s->random_seq)
1463                 return 0;
1464
1465         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1466         if (err) {
1467                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1468                         s->name);
1469                 return err;
1470         }
1471
1472         /* Transform to an offset on the set of pages */
1473         if (s->random_seq) {
1474                 unsigned int i;
1475
1476                 for (i = 0; i < count; i++)
1477                         s->random_seq[i] *= s->size;
1478         }
1479         return 0;
1480 }
1481
1482 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1483 static void __init init_freelist_randomization(void)
1484 {
1485         struct kmem_cache *s;
1486
1487         mutex_lock(&slab_mutex);
1488
1489         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1490                 init_cache_random_seq(s);
1491
1492         mutex_unlock(&slab_mutex);
1493 }
1494
1495 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1496 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1497                                 unsigned long *pos, void *start,
1498                                 unsigned long page_limit,
1499                                 unsigned long freelist_count)
1500 {
1501         unsigned int idx;
1502
1503         /*
1504          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1505          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1506          */
1507         do {
1508                 idx = s->random_seq[*pos];
1509                 *pos += 1;
1510                 if (*pos >= freelist_count)
1511                         *pos = 0;
1512         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1513
1514         return (char *)start + idx;
1515 }
1516
1517 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1518 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1519 {
1520         void *start;
1521         void *cur;
1522         void *next;
1523         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1524
1525         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1526                 return false;
1527
1528         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1529         pos = get_random_int() % freelist_count;
1530
1531         page_limit = page->objects * s->size;
1532         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1533
1534         /* First entry is used as the base of the freelist */
1535         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1536                                 freelist_count);
1537         page->freelist = cur;
1538
1539         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1540                 setup_object(s, page, cur);
1541                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1542                         freelist_count);
1543                 set_freepointer(s, cur, next);
1544                 cur = next;
1545         }
1546         setup_object(s, page, cur);
1547         set_freepointer(s, cur, NULL);
1548
1549         return true;
1550 }
1551 #else
1552 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1553 {
1554         return 0;
1555 }
1556 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1557 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1558 {
1559         return false;
1560 }
1561 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1562
1563 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1564 {
1565         struct page *page;
1566         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1567         gfp_t alloc_gfp;
1568         void *start, *p;
1569         int idx, order;
1570         bool shuffle;
1571
1572         flags &= gfp_allowed_mask;
1573
1574         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1575                 local_irq_enable();
1576
1577         flags |= s->allocflags;
1578
1579         /*
1580          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1581          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1582          */
1583         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1584         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1585                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1586
1587         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1588         if (unlikely(!page)) {
1589                 oo = s->min;
1590                 alloc_gfp = flags;
1591                 /*
1592                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1593                  * Try a lower order alloc if possible
1594                  */
1595                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1596                 if (unlikely(!page))
1597                         goto out;
1598                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1599         }
1600
1601         page->objects = oo_objects(oo);
1602
1603         order = compound_order(page);
1604         page->slab_cache = s;
1605         __SetPageSlab(page);
1606         if (page_is_pfmemalloc(page))
1607                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1608
1609         start = page_address(page);
1610
1611         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1612                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1613
1614         kasan_poison_slab(page);
1615
1616         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1617
1618         if (!shuffle) {
1619                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1620                         setup_object(s, page, p);
1621                         if (likely(idx < page->objects))
1622                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1623                         else
1624                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1625                 }
1626                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1627         }
1628
1629         page->inuse = page->objects;
1630         page->frozen = 1;
1631
1632 out:
1633         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1634                 local_irq_disable();
1635         if (!page)
1636                 return NULL;
1637
1638         mod_lruvec_page_state(page,
1639                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1640                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1641                 1 << oo_order(oo));
1642
1643         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1644
1645         return page;
1646 }
1647
1648 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1649 {
1650         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1651                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1652                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1653                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1654                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1655                 dump_stack();
1656         }
1657
1658         return allocate_slab(s,
1659                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1660 }
1661
1662 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1663 {
1664         int order = compound_order(page);
1665         int pages = 1 << order;
1666
1667         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1668                 void *p;
1669
1670                 slab_pad_check(s, page);
1671                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1672                                                 page->objects)
1673                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1674         }
1675
1676         mod_lruvec_page_state(page,
1677                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1678                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1679                 -pages);
1680
1681         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1682         __ClearPageSlab(page);
1683
1684         page_mapcount_reset(page);
1685         if (current->reclaim_state)
1686                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1687         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1688         __free_pages(page, order);
1689 }
1690
1691 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1692         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1693
1694 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1695 {
1696         struct page *page;
1697
1698         if (need_reserve_slab_rcu)
1699                 page = virt_to_head_page(h);
1700         else
1701                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1702
1703         __free_slab(page->slab_cache, page);
1704 }
1705
1706 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1707 {
1708         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1709                 struct rcu_head *head;
1710
1711                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1712                         int order = compound_order(page);
1713                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1714
1715                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1716                         head = page_address(page) + offset;
1717                 } else {
1718                         head = &page->rcu_head;
1719                 }
1720
1721                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1722         } else
1723                 __free_slab(s, page);
1724 }
1725
1726 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1727 {
1728         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1729         free_slab(s, page);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Management of partially allocated slabs.
1734  */
1735 static inline void
1736 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1737 {
1738         n->nr_partial++;
1739         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1740                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1741         else
1742                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1743 }
1744
1745 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1746                                 struct page *page, int tail)
1747 {
1748         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1749         __add_partial(n, page, tail);
1750 }
1751
1752 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1753                                         struct page *page)
1754 {
1755         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1756         list_del(&page->lru);
1757         n->nr_partial--;
1758 }
1759
1760 /*
1761  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1762  * return the pointer to the freelist.
1763  *
1764  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1765  */
1766 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1767                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1768                 int mode, int *objects)
1769 {
1770         void *freelist;
1771         unsigned long counters;
1772         struct page new;
1773
1774         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1775
1776         /*
1777          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1778          * The old freelist is the list of objects for the
1779          * per cpu allocation list.
1780          */
1781         freelist = page->freelist;
1782         counters = page->counters;
1783         new.counters = counters;
1784         *objects = new.objects - new.inuse;
1785         if (mode) {
1786                 new.inuse = page->objects;
1787                 new.freelist = NULL;
1788         } else {
1789                 new.freelist = freelist;
1790         }
1791
1792         VM_BUG_ON(new.frozen);
1793         new.frozen = 1;
1794
1795         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1796                         freelist, counters,
1797                         new.freelist, new.counters,
1798                         "acquire_slab"))
1799                 return NULL;
1800
1801         remove_partial(n, page);
1802         WARN_ON(!freelist);
1803         return freelist;
1804 }
1805
1806 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1807 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1808
1809 /*
1810  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1811  */
1812 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1813                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1814 {
1815         struct page *page, *page2;
1816         void *object = NULL;
1817         unsigned int available = 0;
1818         int objects;
1819
1820         /*
1821          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1822          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1823          * partial slab and there is none available then get_partials()
1824          * will return NULL.
1825          */
1826         if (!n || !n->nr_partial)
1827                 return NULL;
1828
1829         spin_lock(&n->list_lock);
1830         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1831                 void *t;
1832
1833                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1834                         continue;
1835
1836                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1837                 if (!t)
1838                         break;
1839
1840                 available += objects;
1841                 if (!object) {
1842                         c->page = page;
1843                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1844                         object = t;
1845                 } else {
1846                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1847                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1848                 }
1849                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1850                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1851                         break;
1852
1853         }
1854         spin_unlock(&n->list_lock);
1855         return object;
1856 }
1857
1858 /*
1859  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1860  */
1861 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1862                 struct kmem_cache_cpu *c)
1863 {
1864 #ifdef CONFIG_NUMA
1865         struct zonelist *zonelist;
1866         struct zoneref *z;
1867         struct zone *zone;
1868         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1869         void *object;
1870         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1871
1872         /*
1873          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1874          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1875          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1876          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1877          *
1878          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1879          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1880          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1881          * from other nodes and filled up.
1882          *
1883          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1884          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1885          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1886          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1887          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1888          * with available objects.
1889          */
1890         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1891                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1892                 return NULL;
1893
1894         do {
1895                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1896                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1897                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1898                         struct kmem_cache_node *n;
1899
1900                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1901
1902                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1903                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1904                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1905                                 if (object) {
1906                                         /*
1907                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1908                                          * here - if mems_allowed was updated in
1909                                          * parallel, that was a harmless race
1910                                          * between allocation and the cpuset
1911                                          * update
1912                                          */
1913                                         return object;
1914                                 }
1915                         }
1916                 }
1917         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1918 #endif
1919         return NULL;
1920 }
1921
1922 /*
1923  * Get a partial page, lock it and return it.
1924  */
1925 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1926                 struct kmem_cache_cpu *c)
1927 {
1928         void *object;
1929         int searchnode = node;
1930
1931         if (node == NUMA_NO_NODE)
1932                 searchnode = numa_mem_id();
1933         else if (!node_present_pages(node))
1934                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1935
1936         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1937         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1938                 return object;
1939
1940         return get_any_partial(s, flags, c);
1941 }
1942
1943 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1944 /*
1945  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1946  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1947  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1948  */
1949 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1950 #else
1951 /*
1952  * No preemption supported therefore also no need to check for
1953  * different cpus.
1954  */
1955 #define TID_STEP 1
1956 #endif
1957
1958 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1959 {
1960         return tid + TID_STEP;
1961 }
1962
1963 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1964 {
1965         return tid % TID_STEP;
1966 }
1967
1968 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1969 {
1970         return tid / TID_STEP;
1971 }
1972
1973 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1974 {
1975         return cpu;
1976 }
1977
1978 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1979                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1980 {
1981 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1982         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1983
1984         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1985
1986 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1987         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1988                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1989                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1990         else
1991 #endif
1992         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1993                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1994                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1995         else
1996                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1997                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1998 #endif
1999         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2000 }
2001
2002 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2003 {
2004         int cpu;
2005
2006         for_each_possible_cpu(cpu)
2007                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2008 }
2009
2010 /*
2011  * Remove the cpu slab
2012  */
2013 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2014                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2015 {
2016         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2017         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2018         int lock = 0;
2019         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2020         void *nextfree;
2021         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2022         struct page new;
2023         struct page old;
2024
2025         if (page->freelist) {
2026                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2027                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2028         }
2029
2030         /*
2031          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2032          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2033          * last one.
2034          *
2035          * There is no need to take the list->lock because the page
2036          * is still frozen.
2037          */
2038         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2039                 void *prior;
2040                 unsigned long counters;
2041
2042                 do {
2043                         prior = page->freelist;
2044                         counters = page->counters;
2045                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2046                         new.counters = counters;
2047                         new.inuse--;
2048                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2049
2050                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2051                         prior, counters,
2052                         freelist, new.counters,
2053                         "drain percpu freelist"));
2054
2055                 freelist = nextfree;
2056         }
2057
2058         /*
2059          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2060          * list presence reflects the actual number of objects
2061          * during unfreeze.
2062          *
2063          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2064          * with the count. If there is a mismatch then the page
2065          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2066          *
2067          * Then we restart the process which may have to remove
2068          * the page from the list that we just put it on again
2069          * because the number of objects in the slab may have
2070          * changed.
2071          */
2072 redo:
2073
2074         old.freelist = page->freelist;
2075         old.counters = page->counters;
2076         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2077
2078         /* Determine target state of the slab */
2079         new.counters = old.counters;
2080         if (freelist) {
2081                 new.inuse--;
2082                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2083                 new.freelist = freelist;
2084         } else
2085                 new.freelist = old.freelist;
2086
2087         new.frozen = 0;
2088
2089         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2090                 m = M_FREE;
2091         else if (new.freelist) {
2092                 m = M_PARTIAL;
2093                 if (!lock) {
2094                         lock = 1;
2095                         /*
2096                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2097                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2098                          * is frozen
2099                          */
2100                         spin_lock(&n->list_lock);
2101                 }
2102         } else {
2103                 m = M_FULL;
2104                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2105                         lock = 1;
2106                         /*
2107                          * This also ensures that the scanning of full
2108                          * slabs from diagnostic functions will not see
2109                          * any frozen slabs.
2110                          */
2111                         spin_lock(&n->list_lock);
2112                 }
2113         }
2114
2115         if (l != m) {
2116
2117                 if (l == M_PARTIAL)
2118
2119                         remove_partial(n, page);
2120
2121                 else if (l == M_FULL)
2122
2123                         remove_full(s, n, page);
2124
2125                 if (m == M_PARTIAL) {
2126
2127                         add_partial(n, page, tail);
2128                         stat(s, tail);
2129
2130                 } else if (m == M_FULL) {
2131
2132                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2133                         add_full(s, n, page);
2134
2135                 }
2136         }
2137
2138         l = m;
2139         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2140                                 old.freelist, old.counters,
2141                                 new.freelist, new.counters,
2142                                 "unfreezing slab"))
2143                 goto redo;
2144
2145         if (lock)
2146                 spin_unlock(&n->list_lock);
2147
2148         if (m == M_FREE) {
2149                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2150                 discard_slab(s, page);
2151                 stat(s, FREE_SLAB);
2152         }
2153
2154         c->page = NULL;
2155         c->freelist = NULL;
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2160  *
2161  * This function must be called with interrupts disabled
2162  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2163  * to guarantee no concurrent accesses).
2164  */
2165 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2166                 struct kmem_cache_cpu *c)
2167 {
2168 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2169         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2170         struct page *page, *discard_page = NULL;
2171
2172         while ((page = c->partial)) {
2173                 struct page new;
2174                 struct page old;
2175
2176                 c->partial = page->next;
2177
2178                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2179                 if (n != n2) {
2180                         if (n)
2181                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2182
2183                         n = n2;
2184                         spin_lock(&n->list_lock);
2185                 }
2186
2187                 do {
2188
2189                         old.freelist = page->freelist;
2190                         old.counters = page->counters;
2191                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2192
2193                         new.counters = old.counters;
2194                         new.freelist = old.freelist;
2195
2196                         new.frozen = 0;
2197
2198                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2199                                 old.freelist, old.counters,
2200                                 new.freelist, new.counters,
2201                                 "unfreezing slab"));
2202
2203                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2204                         page->next = discard_page;
2205                         discard_page = page;
2206                 } else {
2207                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2208                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2209                 }
2210         }
2211
2212         if (n)
2213                 spin_unlock(&n->list_lock);
2214
2215         while (discard_page) {
2216                 page = discard_page;
2217                 discard_page = discard_page->next;
2218
2219                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2220                 discard_slab(s, page);
2221                 stat(s, FREE_SLAB);
2222         }
2223 #endif
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2228  * slot if available.
2229  *
2230  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2231  * per node partial list.
2232  */
2233 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2234 {
2235 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2236         struct page *oldpage;
2237         int pages;
2238         int pobjects;
2239
2240         preempt_disable();
2241         do {
2242                 pages = 0;
2243                 pobjects = 0;
2244                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2245
2246                 if (oldpage) {
2247                         pobjects = oldpage->pobjects;
2248                         pages = oldpage->pages;
2249                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2250                                 unsigned long flags;
2251                                 /*
2252                                  * partial array is full. Move the existing
2253                                  * set to the per node partial list.
2254                                  */
2255                                 local_irq_save(flags);
2256                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2257                                 local_irq_restore(flags);
2258                                 oldpage = NULL;
2259                                 pobjects = 0;
2260                                 pages = 0;
2261                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2262                         }
2263                 }
2264
2265                 pages++;
2266                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2267
2268                 page->pages = pages;
2269                 page->pobjects = pobjects;
2270                 page->next = oldpage;
2271
2272         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2273                                                                 != oldpage);
2274         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2275                 unsigned long flags;
2276
2277                 local_irq_save(flags);
2278                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2279                 local_irq_restore(flags);
2280         }
2281         preempt_enable();
2282 #endif
2283 }
2284
2285 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2286 {
2287         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2288         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2289
2290         c->tid = next_tid(c->tid);
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Flush cpu slab.
2295  *
2296  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2297  */
2298 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2299 {
2300         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2301
2302         if (likely(c)) {
2303                 if (c->page)
2304                         flush_slab(s, c);
2305
2306                 unfreeze_partials(s, c);
2307         }
2308 }
2309
2310 static void flush_cpu_slab(void *d)
2311 {
2312         struct kmem_cache *s = d;
2313
2314         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2315 }
2316
2317 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2318 {
2319         struct kmem_cache *s = info;
2320         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2321
2322         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2323 }
2324
2325 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2326 {
2327         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2332  * necessary.
2333  */
2334 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2335 {
2336         struct kmem_cache *s;
2337         unsigned long flags;
2338
2339         mutex_lock(&slab_mutex);
2340         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2341                 local_irq_save(flags);
2342                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2343                 local_irq_restore(flags);
2344         }
2345         mutex_unlock(&slab_mutex);
2346         return 0;
2347 }
2348
2349 /*
2350  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2351  * locality expectations.
2352  */
2353 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2354 {
2355 #ifdef CONFIG_NUMA
2356         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2357                 return 0;
2358 #endif
2359         return 1;
2360 }
2361
2362 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2363 static int count_free(struct page *page)
2364 {
2365         return page->objects - page->inuse;
2366 }
2367
2368 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2369 {
2370         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2371 }
2372 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2373
2374 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2375 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2376                                         int (*get_count)(struct page *))
2377 {
2378         unsigned long flags;
2379         unsigned long x = 0;
2380         struct page *page;
2381
2382         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2383         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2384                 x += get_count(page);
2385         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2386         return x;
2387 }
2388 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2389
2390 static noinline void
2391 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2392 {
2393 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2394         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2395                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2396         int node;
2397         struct kmem_cache_node *n;
2398
2399         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2400                 return;
2401
2402         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2403                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2404         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2405                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2406                 oo_order(s->min));
2407
2408         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2409                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2410                         s->name);
2411
2412         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2413                 unsigned long nr_slabs;
2414                 unsigned long nr_objs;
2415                 unsigned long nr_free;
2416
2417                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2418                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2419                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2420
2421                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2422                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2423         }
2424 #endif
2425 }
2426
2427 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2428                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2429 {
2430         void *freelist;
2431         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2432         struct page *page;
2433
2434         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2435
2436         if (freelist)
2437                 return freelist;
2438
2439         page = new_slab(s, flags, node);
2440         if (page) {
2441                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2442                 if (c->page)
2443                         flush_slab(s, c);
2444
2445                 /*
2446                  * No other reference to the page yet so we can
2447                  * muck around with it freely without cmpxchg
2448                  */
2449                 freelist = page->freelist;
2450                 page->freelist = NULL;
2451
2452                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2453                 c->page = page;
2454                 *pc = c;
2455         } else
2456                 freelist = NULL;
2457
2458         return freelist;
2459 }
2460
2461 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2462 {
2463         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2464                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2465
2466         return true;
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2471  * per cpu freelist or deactivate the page.
2472  *
2473  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2474  *
2475  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2476  *
2477  * This function must be called with interrupt disabled.
2478  */
2479 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2480 {
2481         struct page new;
2482         unsigned long counters;
2483         void *freelist;
2484
2485         do {
2486                 freelist = page->freelist;
2487                 counters = page->counters;
2488
2489                 new.counters = counters;
2490                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2491
2492                 new.inuse = page->objects;
2493                 new.frozen = freelist != NULL;
2494
2495         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2496                 freelist, counters,
2497                 NULL, new.counters,
2498                 "get_freelist"));
2499
2500         return freelist;
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2505  * debugging duties.
2506  *
2507  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2508  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2509  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2510  *
2511  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2512  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2513  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2514  *
2515  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2516  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2517  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2518  *
2519  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2520  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2521  */
2522 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2523                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2524 {
2525         void *freelist;
2526         struct page *page;
2527
2528         page = c->page;
2529         if (!page)
2530                 goto new_slab;
2531 redo:
2532
2533         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2534                 int searchnode = node;
2535
2536                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2537                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2538
2539                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2540                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2541                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2542                         goto new_slab;
2543                 }
2544         }
2545
2546         /*
2547          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2548          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2549          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2550          */
2551         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2552                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2553                 goto new_slab;
2554         }
2555
2556         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2557         freelist = c->freelist;
2558         if (freelist)
2559                 goto load_freelist;
2560
2561         freelist = get_freelist(s, page);
2562
2563         if (!freelist) {
2564                 c->page = NULL;
2565                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2566                 goto new_slab;
2567         }
2568
2569         stat(s, ALLOC_REFILL);
2570
2571 load_freelist:
2572         /*
2573          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2574          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2575          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2576          */
2577         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2578         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2579         c->tid = next_tid(c->tid);
2580         return freelist;
2581
2582 new_slab:
2583
2584         if (slub_percpu_partial(c)) {
2585                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2586                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2587                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2588                 goto redo;
2589         }
2590
2591         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2592
2593         if (unlikely(!freelist)) {
2594                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2595                 return NULL;
2596         }
2597
2598         page = c->page;
2599         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2600                 goto load_freelist;
2601
2602         /* Only entered in the debug case */
2603         if (kmem_cache_debug(s) &&
2604                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2605                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2606
2607         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2608         return freelist;
2609 }
2610
2611 /*
2612  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2613  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2614  */
2615 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2616                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2617 {
2618         void *p;
2619         unsigned long flags;
2620
2621         local_irq_save(flags);
2622 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2623         /*
2624          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2625          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2626          * pointer.
2627          */
2628         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2629 #endif
2630
2631         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2632         local_irq_restore(flags);
2633         return p;
2634 }
2635
2636 /*
2637  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2638  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2639  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2640  *
2641  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2642  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2643  *
2644  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2645  */
2646 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2647                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2648 {
2649         void *object;
2650         struct kmem_cache_cpu *c;
2651         struct page *page;
2652         unsigned long tid;
2653
2654         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2655         if (!s)
2656                 return NULL;
2657 redo:
2658         /*
2659          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2660          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2661          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2662          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2663          *
2664          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2665          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2666          * to check if it is matched or not.
2667          */
2668         do {
2669                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2670                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2671         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2672                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2673
2674         /*
2675          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2676          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2677          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2678          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2679          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2680          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2681          */
2682         barrier();
2683
2684         /*
2685          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2686          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2687          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2688          * linked list in between.
2689          */
2690
2691         object = c->freelist;
2692         page = c->page;
2693         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2694                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2695                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2696         } else {
2697                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2698
2699                 /*
2700                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2701                  * operation and if we are on the right processor.
2702                  *
2703                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2704                  * semantics!)
2705                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2706                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2707                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2708                  *
2709                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2710                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2711                  * other cpus.
2712                  */
2713                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2714                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2715                                 object, tid,
2716                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2717
2718                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2719                         goto redo;
2720                 }
2721                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2722                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2723         }
2724
2725         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2726                 memset(object, 0, s->object_size);
2727
2728         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2729
2730         return object;
2731 }
2732
2733 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2734                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2735 {
2736         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2737 }
2738
2739 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2740 {
2741         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2742
2743         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2744                                 s->size, gfpflags);
2745
2746         return ret;
2747 }
2748 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2749
2750 #ifdef CONFIG_TRACING
2751 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2752 {
2753         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2754         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2755         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2756         return ret;
2757 }
2758 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2759 #endif
2760
2761 #ifdef CONFIG_NUMA
2762 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2763 {
2764         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2765
2766         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2767                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2768
2769         return ret;
2770 }
2771 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2772
2773 #ifdef CONFIG_TRACING
2774 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2775                                     gfp_t gfpflags,
2776                                     int node, size_t size)
2777 {
2778         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2779
2780         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2781                            size, s->size, gfpflags, node);
2782
2783         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2784         return ret;
2785 }
2786 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2787 #endif
2788 #endif
2789
2790 /*
2791  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2792  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2793  *
2794  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2795  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2796  * handling required then we can return immediately.
2797  */
2798 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2799                         void *head, void *tail, int cnt,
2800                         unsigned long addr)
2801
2802 {
2803         void *prior;
2804         int was_frozen;
2805         struct page new;
2806         unsigned long counters;
2807         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2808         unsigned long uninitialized_var(flags);
2809
2810         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2811
2812         if (kmem_cache_debug(s) &&
2813             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2814                 return;
2815
2816         do {
2817                 if (unlikely(n)) {
2818                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2819                         n = NULL;
2820                 }
2821                 prior = page->freelist;
2822                 counters = page->counters;
2823                 set_freepointer(s, tail, prior);
2824                 new.counters = counters;
2825                 was_frozen = new.frozen;
2826                 new.inuse -= cnt;
2827                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2828
2829                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2830
2831                                 /*
2832                                  * Slab was on no list before and will be
2833                                  * partially empty
2834                                  * We can defer the list move and instead
2835                                  * freeze it.
2836                                  */
2837                                 new.frozen = 1;
2838
2839                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2840
2841                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2842                                 /*
2843                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2844                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2845                                  * drop the list_lock without any processing.
2846                                  *
2847                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2848                                  * other processors updating the list of slabs.
2849                                  */
2850                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2851
2852                         }
2853                 }
2854
2855         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2856                 prior, counters,
2857                 head, new.counters,
2858                 "__slab_free"));
2859
2860         if (likely(!n)) {
2861
2862                 /*
2863                  * If we just froze the page then put it onto the
2864                  * per cpu partial list.
2865                  */
2866                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2867                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2868                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2869                 }
2870                 /*
2871                  * The list lock was not taken therefore no list
2872                  * activity can be necessary.
2873                  */
2874                 if (was_frozen)
2875                         stat(s, FREE_FROZEN);
2876                 return;
2877         }
2878
2879         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2880                 goto slab_empty;
2881
2882         /*
2883          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2884          * then add it.
2885          */
2886         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2887                 if (kmem_cache_debug(s))
2888                         remove_full(s, n, page);
2889                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2890                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2891         }
2892         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2893         return;
2894
2895 slab_empty:
2896         if (prior) {
2897                 /*
2898                  * Slab on the partial list.
2899                  */
2900                 remove_partial(n, page);
2901                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2902         } else {
2903                 /* Slab must be on the full list */
2904                 remove_full(s, n, page);
2905         }
2906
2907         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2908         stat(s, FREE_SLAB);
2909         discard_slab(s, page);
2910 }
2911
2912 /*
2913  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2914  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2915  *
2916  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2917  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2918  * the item before.
2919  *
2920  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2921  * with all sorts of special processing.
2922  *
2923  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2924  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2925  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2926  */
2927 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2928                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2929                                 int cnt, unsigned long addr)
2930 {
2931         void *tail_obj = tail ? : head;
2932         struct kmem_cache_cpu *c;
2933         unsigned long tid;
2934 redo:
2935         /*
2936          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2937          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2938          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2939          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2940          */
2941         do {
2942                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2943                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2944         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2945                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2946
2947         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2948         barrier();
2949
2950         if (likely(page == c->page)) {
2951                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2952
2953                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2954                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2955                                 c->freelist, tid,
2956                                 head, next_tid(tid)))) {
2957
2958                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2959                         goto redo;
2960                 }
2961                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2962         } else
2963                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2964
2965 }
2966
2967 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2968                                       void *head, void *tail, int cnt,
2969                                       unsigned long addr)
2970 {
2971         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2972         /*
2973          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2974          * If so, no need to free them.
2975          */
2976         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2977                 return;
2978         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2979 }
2980
2981 #ifdef CONFIG_KASAN
2982 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2983 {
2984         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2985 }
2986 #endif
2987
2988 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2989 {
2990         s = cache_from_obj(s, x);
2991         if (!s)
2992                 return;
2993         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2994         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2995 }
2996 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2997
2998 struct detached_freelist {
2999         struct page *page;
3000         void *tail;
3001         void *freelist;
3002         int cnt;
3003         struct kmem_cache *s;
3004 };
3005
3006 /*
3007  * This function progressively scans the array with free objects (with
3008  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3009  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3010  * page/objects.  This can happen without any need for
3011  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3012  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3013  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3014  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3015  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3016  * to performance reasons.
3017  */
3018 static inline
3019 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3020                             void **p, struct detached_freelist *df)
3021 {
3022         size_t first_skipped_index = 0;
3023         int lookahead = 3;
3024         void *object;
3025         struct page *page;
3026
3027         /* Always re-init detached_freelist */
3028         df->page = NULL;
3029
3030         do {
3031                 object = p[--size];
3032                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3033         } while (!object && size);
3034
3035         if (!object)
3036                 return 0;
3037
3038         page = virt_to_head_page(object);
3039         if (!s) {
3040                 /* Handle kalloc'ed objects */
3041                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3042                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3043                         kfree_hook(object);
3044                         __free_pages(page, compound_order(page));
3045                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3046                         return size;
3047                 }
3048                 /* Derive kmem_cache from object */
3049                 df->s = page->slab_cache;
3050         } else {
3051                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3052         }
3053
3054         /* Start new detached freelist */
3055         df->page = page;
3056         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3057         df->tail = object;
3058         df->freelist = object;
3059         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3060         df->cnt = 1;
3061
3062         while (size) {
3063                 object = p[--size];
3064                 if (!object)
3065                         continue; /* Skip processed objects */
3066
3067                 /* df->page is always set at this point */
3068                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3069                         /* Opportunity build freelist */
3070                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3071                         df->freelist = object;
3072                         df->cnt++;
3073                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3074
3075                         continue;
3076                 }
3077
3078                 /* Limit look ahead search */
3079                 if (!--lookahead)
3080                         break;
3081
3082                 if (!first_skipped_index)
3083                         first_skipped_index = size + 1;
3084         }
3085
3086         return first_skipped_index;
3087 }
3088
3089 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3090 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3091 {
3092         if (WARN_ON(!size))
3093                 return;
3094
3095         do {
3096                 struct detached_freelist df;
3097
3098                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3099                 if (!df.page)
3100                         continue;
3101
3102                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3103         } while (likely(size));
3104 }
3105 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3106
3107 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3108 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3109                           void **p)
3110 {
3111         struct kmem_cache_cpu *c;
3112         int i;
3113
3114         /* memcg and kmem_cache debug support */
3115         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3116         if (unlikely(!s))
3117                 return false;
3118         /*
3119          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3120          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3121          * handlers invoking normal fastpath.
3122          */
3123         local_irq_disable();
3124         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3125
3126         for (i = 0; i < size; i++) {
3127                 void *object = c->freelist;
3128
3129                 if (unlikely(!object)) {
3130                         /*
3131                          * Invoking slow path likely have side-effect
3132                          * of re-populating per CPU c->freelist
3133                          */
3134                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3135                                             _RET_IP_, c);
3136                         if (unlikely(!p[i]))
3137                                 goto error;
3138
3139                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3140                         continue; /* goto for-loop */
3141                 }
3142                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3143                 p[i] = object;
3144         }
3145         c->tid = next_tid(c->tid);
3146         local_irq_enable();
3147
3148         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3149         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3150                 int j;
3151
3152                 for (j = 0; j < i; j++)
3153                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3154         }
3155
3156         /* memcg and kmem_cache debug support */
3157         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3158         return i;
3159 error:
3160         local_irq_enable();
3161         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3162         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3163         return 0;
3164 }
3165 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3166
3167
3168 /*
3169  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3170  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3171  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3172  * another.
3173  *
3174  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3175  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3176  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3177  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3178  * locking overhead.
3179  */
3180
3181 /*
3182  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3183  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3184  * and increases the number of allocations possible without having to
3185  * take the list_lock.
3186  */
3187 static unsigned int slub_min_order;
3188 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3189 static unsigned int slub_min_objects;
3190
3191 /*
3192  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3193  *
3194  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3195  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3196  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3197  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3198  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3199  * would be wasted.
3200  *
3201  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3202  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3203  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3204  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3205  *
3206  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3207  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3208  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3209  * of space in favor of a small page order.
3210  *
3211  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3212  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3213  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3214  * the smallest order which will fit the object.
3215  */
3216 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3217                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3218                 unsigned int fract_leftover, unsigned int reserved)
3219 {
3220         unsigned int min_order = slub_min_order;
3221         unsigned int order;
3222
3223         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3224                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3225
3226         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size + reserved));
3227                         order <= max_order; order++) {
3228
3229                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3230                 unsigned int rem;
3231
3232                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3233
3234                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3235                         break;
3236         }
3237
3238         return order;
3239 }
3240
3241 static inline int calculate_order(unsigned int size, unsigned int reserved)
3242 {
3243         unsigned int order;
3244         unsigned int min_objects;
3245         unsigned int max_objects;
3246
3247         /*
3248          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3249          * works by first attempting to generate a layout with
3250          * the best configuration and backing off gradually.
3251          *
3252          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3253          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3254          */
3255         min_objects = slub_min_objects;
3256         if (!min_objects)
3257                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3258         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3259         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3260
3261         while (min_objects > 1) {
3262                 unsigned int fraction;
3263
3264                 fraction = 16;
3265                 while (fraction >= 4) {
3266                         order = slab_order(size, min_objects,
3267                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3268                         if (order <= slub_max_order)
3269                                 return order;
3270                         fraction /= 2;
3271                 }
3272                 min_objects--;
3273         }
3274
3275         /*
3276          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3277          * lets see if we can place a single object there.
3278          */
3279         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3280         if (order <= slub_max_order)
3281                 return order;
3282
3283         /*
3284          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3285          */
3286         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3287         if (order < MAX_ORDER)
3288                 return order;
3289         return -ENOSYS;
3290 }
3291
3292 static void
3293 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3294 {
3295         n->nr_partial = 0;
3296         spin_lock_init(&n->list_lock);
3297         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3299         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3300         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3301         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3302 #endif
3303 }
3304
3305 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3306 {
3307         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3308                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3309
3310         /*
3311          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3312          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3313          */
3314         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3315                                      2 * sizeof(void *));
3316
3317         if (!s->cpu_slab)
3318                 return 0;
3319
3320         init_kmem_cache_cpus(s);
3321
3322         return 1;
3323 }
3324
3325 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3326
3327 /*
3328  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3329  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3330  * possible.
3331  *
3332  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3333  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3334  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3335  */
3336 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3337 {
3338         struct page *page;
3339         struct kmem_cache_node *n;
3340
3341         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3342
3343         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3344
3345         BUG_ON(!page);
3346         if (page_to_nid(page) != node) {
3347                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3348                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3349         }
3350
3351         n = page->freelist;
3352         BUG_ON(!n);
3353         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3354         page->inuse = 1;
3355         page->frozen = 0;
3356         kmem_cache_node->node[node] = n;
3357 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3358         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3359         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3360 #endif
3361         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3362                       GFP_KERNEL);
3363         init_kmem_cache_node(n);
3364         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3365
3366         /*
3367          * No locks need to be taken here as it has just been
3368          * initialized and there is no concurrent access.
3369          */
3370         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3371 }
3372
3373 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3374 {
3375         int node;
3376         struct kmem_cache_node *n;
3377
3378         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3379                 s->node[node] = NULL;
3380                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3381         }
3382 }
3383
3384 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3385 {
3386         cache_random_seq_destroy(s);
3387         free_percpu(s->cpu_slab);
3388         free_kmem_cache_nodes(s);
3389 }
3390
3391 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3392 {
3393         int node;
3394
3395         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3396                 struct kmem_cache_node *n;
3397
3398                 if (slab_state == DOWN) {
3399                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3400                         continue;
3401                 }
3402                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3403                                                 GFP_KERNEL, node);
3404
3405                 if (!n) {
3406                         free_kmem_cache_nodes(s);
3407                         return 0;
3408                 }
3409
3410                 init_kmem_cache_node(n);
3411                 s->node[node] = n;
3412         }
3413         return 1;
3414 }
3415
3416 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3417 {
3418         if (min < MIN_PARTIAL)
3419                 min = MIN_PARTIAL;
3420         else if (min > MAX_PARTIAL)
3421                 min = MAX_PARTIAL;
3422         s->min_partial = min;
3423 }
3424
3425 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3426 {
3427 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3428         /*
3429          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3430          * per cpu partial lists of a processor.
3431          *
3432          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3433          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3434          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3435          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3436          *
3437          * This setting also determines
3438          *
3439          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3440          *    per node list when we reach the limit.
3441          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3442          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3443          *    50% to keep some capacity around for frees.
3444          */
3445         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3446                 s->cpu_partial = 0;
3447         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3448                 s->cpu_partial = 2;
3449         else if (s->size >= 1024)
3450                 s->cpu_partial = 6;
3451         else if (s->size >= 256)
3452                 s->cpu_partial = 13;
3453         else
3454                 s->cpu_partial = 30;
3455 #endif
3456 }
3457
3458 /*
3459  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3460  * a slab object.
3461  */
3462 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3463 {
3464         slab_flags_t flags = s->flags;
3465         unsigned int size = s->object_size;
3466         unsigned int order;
3467
3468         /*
3469          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3470          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3471          * the possible location of the free pointer.
3472          */
3473         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3474
3475 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3476         /*
3477          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3478          * the slab may touch the object after free or before allocation
3479          * then we should never poison the object itself.
3480          */
3481         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3482                         !s->ctor)
3483                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3484         else
3485                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3486
3487
3488         /*
3489          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3490          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3491          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3492          */
3493         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3494                 size += sizeof(void *);
3495 #endif
3496
3497         /*
3498          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3499          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3500          */
3501         s->inuse = size;
3502
3503         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3504                 s->ctor)) {
3505                 /*
3506                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3507                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3508                  * kmem_cache_free.
3509                  *
3510                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3511                  * destructor or are poisoning the objects.
3512                  */
3513                 s->offset = size;
3514                 size += sizeof(void *);
3515         }
3516
3517 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3518         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3519                 /*
3520                  * Need to store information about allocs and frees after
3521                  * the object.
3522                  */
3523                 size += 2 * sizeof(struct track);
3524 #endif
3525
3526         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3527 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3528         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3529                 /*
3530                  * Add some empty padding so that we can catch
3531                  * overwrites from earlier objects rather than let
3532                  * tracking information or the free pointer be
3533                  * corrupted if a user writes before the start
3534                  * of the object.
3535                  */
3536                 size += sizeof(void *);
3537
3538                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3539                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3540                 size += s->red_left_pad;
3541         }
3542 #endif
3543
3544         /*
3545          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3546          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3547          * each object to conform to the alignment.
3548          */
3549         size = ALIGN(size, s->align);
3550         s->size = size;
3551         if (forced_order >= 0)
3552                 order = forced_order;
3553         else
3554                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3555
3556         if ((int)order < 0)
3557                 return 0;
3558
3559         s->allocflags = 0;
3560         if (order)
3561                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3562
3563         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3564                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3565
3566         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3567                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3568
3569         /*
3570          * Determine the number of objects per slab
3571          */
3572         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3573         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3574         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3575                 s->max = s->oo;
3576
3577         return !!oo_objects(s->oo);
3578 }
3579
3580 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3581 {
3582         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3583         s->reserved = 0;
3584 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3585         s->random = get_random_long();
3586 #endif
3587
3588         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3589                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3590
3591         if (!calculate_sizes(s, -1))
3592                 goto error;
3593         if (disable_higher_order_debug) {
3594                 /*
3595                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3596                  * order increased.
3597                  */
3598                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3599                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3600                         s->offset = 0;
3601                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3602                                 goto error;
3603                 }
3604         }
3605
3606 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3607     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3608         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3609                 /* Enable fast mode */
3610                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3611 #endif
3612
3613         /*
3614          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3615          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3616          */
3617         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3618
3619         set_cpu_partial(s);
3620
3621 #ifdef CONFIG_NUMA
3622         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3623 #endif
3624
3625         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3626         if (slab_state >= UP) {
3627                 if (init_cache_random_seq(s))
3628                         goto error;
3629         }
3630
3631         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3632                 goto error;
3633
3634         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3635                 return 0;
3636
3637         free_kmem_cache_nodes(s);
3638 error:
3639         if (flags & SLAB_PANIC)
3640                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3641                       s->name, s->size, s->size,
3642                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);