e381728a3751f0a9b09b4a8a3a15d2ab5ee90c00
[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 int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
315 {
316         return (p - addr) / s->size;
317 }
318
319 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
320 {
321         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
322 }
323
324 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
325                 unsigned long size, 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 int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
335 {
336         return x.x >> OO_SHIFT;
337 }
338
339 static inline 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 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)
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, jiffies - 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         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
623                 return;
624
625         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
626         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
627 }
628
629 static void print_page_info(struct page *page)
630 {
631         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
632                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
633
634 }
635
636 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
637 {
638         struct va_format vaf;
639         va_list args;
640
641         va_start(args, fmt);
642         vaf.fmt = fmt;
643         vaf.va = &args;
644         pr_err("=============================================================================\n");
645         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
646         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
647
648         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
649         va_end(args);
650 }
651
652 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
653 {
654         struct va_format vaf;
655         va_list args;
656
657         va_start(args, fmt);
658         vaf.fmt = fmt;
659         vaf.va = &args;
660         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
661         va_end(args);
662 }
663
664 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
665 {
666         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
667         u8 *addr = page_address(page);
668
669         print_tracking(s, p);
670
671         print_page_info(page);
672
673         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
674                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
675
676         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
677                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
678                               s->red_left_pad);
679         else if (p > addr + 16)
680                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
681
682         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
683                       min_t(unsigned long, s->object_size, PAGE_SIZE));
684         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
685                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
686                         s->inuse - s->object_size);
687
688         if (s->offset)
689                 off = s->offset + sizeof(void *);
690         else
691                 off = s->inuse;
692
693         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
694                 off += 2 * sizeof(struct track);
695
696         off += kasan_metadata_size(s);
697
698         if (off != size_from_object(s))
699                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
700                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
701                               size_from_object(s) - off);
702
703         dump_stack();
704 }
705
706 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
707                         u8 *object, char *reason)
708 {
709         slab_bug(s, "%s", reason);
710         print_trailer(s, page, object);
711 }
712
713 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
714                         const char *fmt, ...)
715 {
716         va_list args;
717         char buf[100];
718
719         va_start(args, fmt);
720         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
721         va_end(args);
722         slab_bug(s, "%s", buf);
723         print_page_info(page);
724         dump_stack();
725 }
726
727 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
728 {
729         u8 *p = object;
730
731         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
732                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
733
734         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
735                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
736                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
737         }
738
739         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
740                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
741 }
742
743 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
744                                                 void *from, void *to)
745 {
746         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
747         memset(from, data, to - from);
748 }
749
750 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
751                         u8 *object, char *what,
752                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
753 {
754         u8 *fault;
755         u8 *end;
756
757         metadata_access_enable();
758         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
759         metadata_access_disable();
760         if (!fault)
761                 return 1;
762
763         end = start + bytes;
764         while (end > fault && end[-1] == value)
765                 end--;
766
767         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
768         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
769                                         fault, end - 1, fault[0], value);
770         print_trailer(s, page, object);
771
772         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
773         return 0;
774 }
775
776 /*
777  * Object layout:
778  *
779  * object address
780  *      Bytes of the object to be managed.
781  *      If the freepointer may overlay the object then the free
782  *      pointer is the first word of the object.
783  *
784  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
785  *      0xa5 (POISON_END)
786  *
787  * object + s->object_size
788  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
789  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
790  *      object_size == inuse.
791  *
792  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
793  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
794  *
795  * object + s->inuse
796  *      Meta data starts here.
797  *
798  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
799  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
800  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
801  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
802  *              before the word boundary.
803  *
804  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
805  *
806  * object + s->size
807  *      Nothing is used beyond s->size.
808  *
809  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
810  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
811  * may be used with merged slabcaches.
812  */
813
814 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
815 {
816         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
817
818         if (s->offset)
819                 /* Freepointer is placed after the object. */
820                 off += sizeof(void *);
821
822         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
823                 /* We also have user information there */
824                 off += 2 * sizeof(struct track);
825
826         off += kasan_metadata_size(s);
827
828         if (size_from_object(s) == off)
829                 return 1;
830
831         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
832                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
833 }
834
835 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
836 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
837 {
838         u8 *start;
839         u8 *fault;
840         u8 *end;
841         u8 *pad;
842         int length;
843         int remainder;
844
845         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
846                 return 1;
847
848         start = page_address(page);
849         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
850         end = start + length;
851         remainder = length % s->size;
852         if (!remainder)
853                 return 1;
854
855         pad = end - remainder;
856         metadata_access_enable();
857         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
858         metadata_access_disable();
859         if (!fault)
860                 return 1;
861         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
862                 end--;
863
864         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
865         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
866
867         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
868         return 0;
869 }
870
871 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
872                                         void *object, u8 val)
873 {
874         u8 *p = object;
875         u8 *endobject = object + s->object_size;
876
877         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
878                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
879                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
880                         return 0;
881
882                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
883                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
884                         return 0;
885         } else {
886                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
887                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
888                                 endobject, POISON_INUSE,
889                                 s->inuse - s->object_size);
890                 }
891         }
892
893         if (s->flags & SLAB_POISON) {
894                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
895                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
896                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
897                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
898                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
899                         return 0;
900                 /*
901                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
902                  */
903                 check_pad_bytes(s, page, p);
904         }
905
906         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
907                 /*
908                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
909                  * freepointer while object is allocated.
910                  */
911                 return 1;
912
913         /* Check free pointer validity */
914         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
915                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
916                 /*
917                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
918                  * of the free objects in this slab. May cause
919                  * another error because the object count is now wrong.
920                  */
921                 set_freepointer(s, p, NULL);
922                 return 0;
923         }
924         return 1;
925 }
926
927 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
928 {
929         int maxobj;
930
931         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
932
933         if (!PageSlab(page)) {
934                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
935                 return 0;
936         }
937
938         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
939         if (page->objects > maxobj) {
940                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
941                         page->objects, maxobj);
942                 return 0;
943         }
944         if (page->inuse > page->objects) {
945                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
946                         page->inuse, page->objects);
947                 return 0;
948         }
949         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
950         slab_pad_check(s, page);
951         return 1;
952 }
953
954 /*
955  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
956  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
957  */
958 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
959 {
960         int nr = 0;
961         void *fp;
962         void *object = NULL;
963         int max_objects;
964
965         fp = page->freelist;
966         while (fp && nr <= page->objects) {
967                 if (fp == search)
968                         return 1;
969                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
970                         if (object) {
971                                 object_err(s, page, object,
972                                         "Freechain corrupt");
973                                 set_freepointer(s, object, NULL);
974                         } else {
975                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
976                                 page->freelist = NULL;
977                                 page->inuse = page->objects;
978                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
979                                 return 0;
980                         }
981                         break;
982                 }
983                 object = fp;
984                 fp = get_freepointer(s, object);
985                 nr++;
986         }
987
988         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
989         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
990                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
991
992         if (page->objects != max_objects) {
993                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
994                          page->objects, max_objects);
995                 page->objects = max_objects;
996                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
997         }
998         if (page->inuse != page->objects - nr) {
999                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1000                          page->inuse, page->objects - nr);
1001                 page->inuse = page->objects - nr;
1002                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1003         }
1004         return search == NULL;
1005 }
1006
1007 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1008                                                                 int alloc)
1009 {
1010         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1011                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1012                         s->name,
1013                         alloc ? "alloc" : "free",
1014                         object, page->inuse,
1015                         page->freelist);
1016
1017                 if (!alloc)
1018                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1019                                         s->object_size);
1020
1021                 dump_stack();
1022         }
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1027  */
1028 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1029         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1030 {
1031         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1032                 return;
1033
1034         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1035         list_add(&page->lru, &n->full);
1036 }
1037
1038 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1039 {
1040         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1041                 return;
1042
1043         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1044         list_del(&page->lru);
1045 }
1046
1047 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1048 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1049 {
1050         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1051
1052         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1053 }
1054
1055 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1056 {
1057         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1058 }
1059
1060 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1061 {
1062         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1063
1064         /*
1065          * May be called early in order to allocate a slab for the
1066          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1067          * dilemma by deferring the increment of the count during
1068          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1069          */
1070         if (likely(n)) {
1071                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1072                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1073         }
1074 }
1075 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1076 {
1077         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1078
1079         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1080         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1081 }
1082
1083 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1084 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1085                                                                 void *object)
1086 {
1087         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1088                 return;
1089
1090         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1091         init_tracking(s, object);
1092 }
1093
1094 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1095                                         struct page *page,
1096                                         void *object, unsigned long addr)
1097 {
1098         if (!check_slab(s, page))
1099                 return 0;
1100
1101         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1102                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1103                 return 0;
1104         }
1105
1106         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1107                 return 0;
1108
1109         return 1;
1110 }
1111
1112 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1113                                         struct page *page,
1114                                         void *object, unsigned long addr)
1115 {
1116         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1117                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1118                         goto bad;
1119         }
1120
1121         /* Success perform special debug activities for allocs */
1122         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1123                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1124         trace(s, page, object, 1);
1125         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1126         return 1;
1127
1128 bad:
1129         if (PageSlab(page)) {
1130                 /*
1131                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1132                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1133                  * as used avoids touching the remaining objects.
1134                  */
1135                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1136                 page->inuse = page->objects;
1137                 page->freelist = NULL;
1138         }
1139         return 0;
1140 }
1141
1142 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1143                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1144 {
1145         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1146                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1147                 return 0;
1148         }
1149
1150         if (on_freelist(s, page, object)) {
1151                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1152                 return 0;
1153         }
1154
1155         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1156                 return 0;
1157
1158         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1159                 if (!PageSlab(page)) {
1160                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1161                                  object);
1162                 } else if (!page->slab_cache) {
1163                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1164                                object);
1165                         dump_stack();
1166                 } else
1167                         object_err(s, page, object,
1168                                         "page slab pointer corrupt.");
1169                 return 0;
1170         }
1171         return 1;
1172 }
1173
1174 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1175 static noinline int free_debug_processing(
1176         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1177         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1178         unsigned long addr)
1179 {
1180         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1181         void *object = head;
1182         int cnt = 0;
1183         unsigned long uninitialized_var(flags);
1184         int ret = 0;
1185
1186         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1187         slab_lock(page);
1188
1189         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1190                 if (!check_slab(s, page))
1191                         goto out;
1192         }
1193
1194 next_object:
1195         cnt++;
1196
1197         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1198                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1199                         goto out;
1200         }
1201
1202         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1203                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1204         trace(s, page, object, 0);
1205         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1206         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1207
1208         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1209         if (object != tail) {
1210                 object = get_freepointer(s, object);
1211                 goto next_object;
1212         }
1213         ret = 1;
1214
1215 out:
1216         if (cnt != bulk_cnt)
1217                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1218                          bulk_cnt, cnt);
1219
1220         slab_unlock(page);
1221         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1222         if (!ret)
1223                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1224         return ret;
1225 }
1226
1227 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1228 {
1229         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1230         if (*str++ != '=' || !*str)
1231                 /*
1232                  * No options specified. Switch on full debugging.
1233                  */
1234                 goto out;
1235
1236         if (*str == ',')
1237                 /*
1238                  * No options but restriction on slabs. This means full
1239                  * debugging for slabs matching a pattern.
1240                  */
1241                 goto check_slabs;
1242
1243         slub_debug = 0;
1244         if (*str == '-')
1245                 /*
1246                  * Switch off all debugging measures.
1247                  */
1248                 goto out;
1249
1250         /*
1251          * Determine which debug features should be switched on
1252          */
1253         for (; *str && *str != ','; str++) {
1254                 switch (tolower(*str)) {
1255                 case 'f':
1256                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1257                         break;
1258                 case 'z':
1259                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1260                         break;
1261                 case 'p':
1262                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1263                         break;
1264                 case 'u':
1265                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1266                         break;
1267                 case 't':
1268                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1269                         break;
1270                 case 'a':
1271                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1272                         break;
1273                 case 'o':
1274                         /*
1275                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1276                          * order would increase as a result.
1277                          */
1278                         disable_higher_order_debug = 1;
1279                         break;
1280                 default:
1281                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1282                                *str);
1283                 }
1284         }
1285
1286 check_slabs:
1287         if (*str == ',')
1288                 slub_debug_slabs = str + 1;
1289 out:
1290         return 1;
1291 }
1292
1293 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1294
1295 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1296         slab_flags_t flags, const char *name,
1297         void (*ctor)(void *))
1298 {
1299         /*
1300          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1301          */
1302         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1303                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1304                 flags |= slub_debug;
1305
1306         return flags;
1307 }
1308 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1309 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1310                         struct page *page, void *object) {}
1311
1312 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1313         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1314
1315 static inline int free_debug_processing(
1316         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1317         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1318         unsigned long addr) { return 0; }
1319
1320 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1321                         { return 1; }
1322 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1323                         void *object, u8 val) { return 1; }
1324 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1325                                         struct page *page) {}
1326 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1327                                         struct page *page) {}
1328 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1329         slab_flags_t flags, const char *name,
1330         void (*ctor)(void *))
1331 {
1332         return flags;
1333 }
1334 #define slub_debug 0
1335
1336 #define disable_higher_order_debug 0
1337
1338 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1339                                                         { return 0; }
1340 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1341                                                         { return 0; }
1342 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1343                                                         int objects) {}
1344 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1345                                                         int objects) {}
1346
1347 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1348
1349 /*
1350  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1351  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1352  */
1353 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1354 {
1355         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1356         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1357 }
1358
1359 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1360 {
1361         kmemleak_free(x);
1362         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1363 }
1364
1365 static __always_inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1366 {
1367         void *freeptr;
1368
1369         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1370
1371         /*
1372          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1373          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1374          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1375          */
1376 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1377         {
1378                 unsigned long flags;
1379
1380                 local_irq_save(flags);
1381                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1382                 local_irq_restore(flags);
1383         }
1384 #endif
1385         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1386                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1387
1388         freeptr = get_freepointer(s, x);
1389         /*
1390          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1391          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1392          */
1393         kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1394         return freeptr;
1395 }
1396
1397 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1398                                            void *head, void *tail)
1399 {
1400 /*
1401  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1402  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1403  */
1404 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1405         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1406         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1407         defined(CONFIG_KASAN)
1408
1409         void *object = head;
1410         void *tail_obj = tail ? : head;
1411         void *freeptr;
1412
1413         do {
1414                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1415         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1416 #endif
1417 }
1418
1419 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1420                                 void *object)
1421 {
1422         setup_object_debug(s, page, object);
1423         kasan_init_slab_obj(s, object);
1424         if (unlikely(s->ctor)) {
1425                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1426                 s->ctor(object);
1427                 kasan_poison_object_data(s, object);
1428         }
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Slab allocation and freeing
1433  */
1434 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1435                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1436 {
1437         struct page *page;
1438         int order = oo_order(oo);
1439
1440         if (node == NUMA_NO_NODE)
1441                 page = alloc_pages(flags, order);
1442         else
1443                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1444
1445         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1446                 __free_pages(page, order);
1447                 page = NULL;
1448         }
1449
1450         return page;
1451 }
1452
1453 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1454 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1455 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1456 {
1457         int err;
1458         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1459
1460         /* Bailout if already initialised */
1461         if (s->random_seq)
1462                 return 0;
1463
1464         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1465         if (err) {
1466                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1467                         s->name);
1468                 return err;
1469         }
1470
1471         /* Transform to an offset on the set of pages */
1472         if (s->random_seq) {
1473                 for (i = 0; i < count; i++)
1474                         s->random_seq[i] *= s->size;
1475         }
1476         return 0;
1477 }
1478
1479 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1480 static void __init init_freelist_randomization(void)
1481 {
1482         struct kmem_cache *s;
1483
1484         mutex_lock(&slab_mutex);
1485
1486         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1487                 init_cache_random_seq(s);
1488
1489         mutex_unlock(&slab_mutex);
1490 }
1491
1492 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1493 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1494                                 unsigned long *pos, void *start,
1495                                 unsigned long page_limit,
1496                                 unsigned long freelist_count)
1497 {
1498         unsigned int idx;
1499
1500         /*
1501          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1502          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1503          */
1504         do {
1505                 idx = s->random_seq[*pos];
1506                 *pos += 1;
1507                 if (*pos >= freelist_count)
1508                         *pos = 0;
1509         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1510
1511         return (char *)start + idx;
1512 }
1513
1514 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1515 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1516 {
1517         void *start;
1518         void *cur;
1519         void *next;
1520         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1521
1522         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1523                 return false;
1524
1525         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1526         pos = get_random_int() % freelist_count;
1527
1528         page_limit = page->objects * s->size;
1529         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1530
1531         /* First entry is used as the base of the freelist */
1532         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1533                                 freelist_count);
1534         page->freelist = cur;
1535
1536         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1537                 setup_object(s, page, cur);
1538                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1539                         freelist_count);
1540                 set_freepointer(s, cur, next);
1541                 cur = next;
1542         }
1543         setup_object(s, page, cur);
1544         set_freepointer(s, cur, NULL);
1545
1546         return true;
1547 }
1548 #else
1549 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1550 {
1551         return 0;
1552 }
1553 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1554 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1555 {
1556         return false;
1557 }
1558 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1559
1560 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1561 {
1562         struct page *page;
1563         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1564         gfp_t alloc_gfp;
1565         void *start, *p;
1566         int idx, order;
1567         bool shuffle;
1568
1569         flags &= gfp_allowed_mask;
1570
1571         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1572                 local_irq_enable();
1573
1574         flags |= s->allocflags;
1575
1576         /*
1577          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1578          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1579          */
1580         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1581         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1582                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1583
1584         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1585         if (unlikely(!page)) {
1586                 oo = s->min;
1587                 alloc_gfp = flags;
1588                 /*
1589                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1590                  * Try a lower order alloc if possible
1591                  */
1592                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1593                 if (unlikely(!page))
1594                         goto out;
1595                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1596         }
1597
1598         page->objects = oo_objects(oo);
1599
1600         order = compound_order(page);
1601         page->slab_cache = s;
1602         __SetPageSlab(page);
1603         if (page_is_pfmemalloc(page))
1604                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1605
1606         start = page_address(page);
1607
1608         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1609                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1610
1611         kasan_poison_slab(page);
1612
1613         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1614
1615         if (!shuffle) {
1616                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1617                         setup_object(s, page, p);
1618                         if (likely(idx < page->objects))
1619                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1620                         else
1621                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1622                 }
1623                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1624         }
1625
1626         page->inuse = page->objects;
1627         page->frozen = 1;
1628
1629 out:
1630         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1631                 local_irq_disable();
1632         if (!page)
1633                 return NULL;
1634
1635         mod_lruvec_page_state(page,
1636                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1637                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1638                 1 << oo_order(oo));
1639
1640         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1641
1642         return page;
1643 }
1644
1645 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1646 {
1647         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1648                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1649                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1650                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1651                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1652                 dump_stack();
1653         }
1654
1655         return allocate_slab(s,
1656                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1657 }
1658
1659 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1660 {
1661         int order = compound_order(page);
1662         int pages = 1 << order;
1663
1664         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1665                 void *p;
1666
1667                 slab_pad_check(s, page);
1668                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1669                                                 page->objects)
1670                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1671         }
1672
1673         mod_lruvec_page_state(page,
1674                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1675                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1676                 -pages);
1677
1678         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1679         __ClearPageSlab(page);
1680
1681         page_mapcount_reset(page);
1682         if (current->reclaim_state)
1683                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1684         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1685         __free_pages(page, order);
1686 }
1687
1688 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1689         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1690
1691 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1692 {
1693         struct page *page;
1694
1695         if (need_reserve_slab_rcu)
1696                 page = virt_to_head_page(h);
1697         else
1698                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1699
1700         __free_slab(page->slab_cache, page);
1701 }
1702
1703 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1704 {
1705         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1706                 struct rcu_head *head;
1707
1708                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1709                         int order = compound_order(page);
1710                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1711
1712                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1713                         head = page_address(page) + offset;
1714                 } else {
1715                         head = &page->rcu_head;
1716                 }
1717
1718                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1719         } else
1720                 __free_slab(s, page);
1721 }
1722
1723 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1724 {
1725         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1726         free_slab(s, page);
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Management of partially allocated slabs.
1731  */
1732 static inline void
1733 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1734 {
1735         n->nr_partial++;
1736         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1737                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1738         else
1739                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1740 }
1741
1742 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1743                                 struct page *page, int tail)
1744 {
1745         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1746         __add_partial(n, page, tail);
1747 }
1748
1749 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1750                                         struct page *page)
1751 {
1752         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1753         list_del(&page->lru);
1754         n->nr_partial--;
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1759  * return the pointer to the freelist.
1760  *
1761  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1762  */
1763 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1764                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1765                 int mode, int *objects)
1766 {
1767         void *freelist;
1768         unsigned long counters;
1769         struct page new;
1770
1771         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1772
1773         /*
1774          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1775          * The old freelist is the list of objects for the
1776          * per cpu allocation list.
1777          */
1778         freelist = page->freelist;
1779         counters = page->counters;
1780         new.counters = counters;
1781         *objects = new.objects - new.inuse;
1782         if (mode) {
1783                 new.inuse = page->objects;
1784                 new.freelist = NULL;
1785         } else {
1786                 new.freelist = freelist;
1787         }
1788
1789         VM_BUG_ON(new.frozen);
1790         new.frozen = 1;
1791
1792         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1793                         freelist, counters,
1794                         new.freelist, new.counters,
1795                         "acquire_slab"))
1796                 return NULL;
1797
1798         remove_partial(n, page);
1799         WARN_ON(!freelist);
1800         return freelist;
1801 }
1802
1803 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1804 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1805
1806 /*
1807  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1808  */
1809 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1810                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1811 {
1812         struct page *page, *page2;
1813         void *object = NULL;
1814         int available = 0;
1815         int objects;
1816
1817         /*
1818          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1819          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1820          * partial slab and there is none available then get_partials()
1821          * will return NULL.
1822          */
1823         if (!n || !n->nr_partial)
1824                 return NULL;
1825
1826         spin_lock(&n->list_lock);
1827         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1828                 void *t;
1829
1830                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1831                         continue;
1832
1833                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1834                 if (!t)
1835                         break;
1836
1837                 available += objects;
1838                 if (!object) {
1839                         c->page = page;
1840                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1841                         object = t;
1842                 } else {
1843                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1844                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1845                 }
1846                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1847                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1848                         break;
1849
1850         }
1851         spin_unlock(&n->list_lock);
1852         return object;
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1857  */
1858 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1859                 struct kmem_cache_cpu *c)
1860 {
1861 #ifdef CONFIG_NUMA
1862         struct zonelist *zonelist;
1863         struct zoneref *z;
1864         struct zone *zone;
1865         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1866         void *object;
1867         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1868
1869         /*
1870          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1871          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1872          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1873          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1874          *
1875          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1876          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1877          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1878          * from other nodes and filled up.
1879          *
1880          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1881          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1882          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1883          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1884          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1885          * with available objects.
1886          */
1887         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1888                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1889                 return NULL;
1890
1891         do {
1892                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1893                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1894                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1895                         struct kmem_cache_node *n;
1896
1897                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1898
1899                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1900                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1901                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1902                                 if (object) {
1903                                         /*
1904                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1905                                          * here - if mems_allowed was updated in
1906                                          * parallel, that was a harmless race
1907                                          * between allocation and the cpuset
1908                                          * update
1909                                          */
1910                                         return object;
1911                                 }
1912                         }
1913                 }
1914         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1915 #endif
1916         return NULL;
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Get a partial page, lock it and return it.
1921  */
1922 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1923                 struct kmem_cache_cpu *c)
1924 {
1925         void *object;
1926         int searchnode = node;
1927
1928         if (node == NUMA_NO_NODE)
1929                 searchnode = numa_mem_id();
1930         else if (!node_present_pages(node))
1931                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1932
1933         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1934         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1935                 return object;
1936
1937         return get_any_partial(s, flags, c);
1938 }
1939
1940 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1941 /*
1942  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1943  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1944  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1945  */
1946 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1947 #else
1948 /*
1949  * No preemption supported therefore also no need to check for
1950  * different cpus.
1951  */
1952 #define TID_STEP 1
1953 #endif
1954
1955 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1956 {
1957         return tid + TID_STEP;
1958 }
1959
1960 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1961 {
1962         return tid % TID_STEP;
1963 }
1964
1965 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1966 {
1967         return tid / TID_STEP;
1968 }
1969
1970 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1971 {
1972         return cpu;
1973 }
1974
1975 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1976                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1977 {
1978 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1979         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1980
1981         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1982
1983 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1984         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1985                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1986                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1987         else
1988 #endif
1989         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1990                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1991                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1992         else
1993                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1994                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1995 #endif
1996         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1997 }
1998
1999 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2000 {
2001         int cpu;
2002
2003         for_each_possible_cpu(cpu)
2004                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Remove the cpu slab
2009  */
2010 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2011                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2012 {
2013         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2014         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2015         int lock = 0;
2016         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2017         void *nextfree;
2018         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2019         struct page new;
2020         struct page old;
2021
2022         if (page->freelist) {
2023                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2024                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2025         }
2026
2027         /*
2028          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2029          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2030          * last one.
2031          *
2032          * There is no need to take the list->lock because the page
2033          * is still frozen.
2034          */
2035         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2036                 void *prior;
2037                 unsigned long counters;
2038
2039                 do {
2040                         prior = page->freelist;
2041                         counters = page->counters;
2042                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2043                         new.counters = counters;
2044                         new.inuse--;
2045                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2046
2047                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2048                         prior, counters,
2049                         freelist, new.counters,
2050                         "drain percpu freelist"));
2051
2052                 freelist = nextfree;
2053         }
2054
2055         /*
2056          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2057          * list presence reflects the actual number of objects
2058          * during unfreeze.
2059          *
2060          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2061          * with the count. If there is a mismatch then the page
2062          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2063          *
2064          * Then we restart the process which may have to remove
2065          * the page from the list that we just put it on again
2066          * because the number of objects in the slab may have
2067          * changed.
2068          */
2069 redo:
2070
2071         old.freelist = page->freelist;
2072         old.counters = page->counters;
2073         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2074
2075         /* Determine target state of the slab */
2076         new.counters = old.counters;
2077         if (freelist) {
2078                 new.inuse--;
2079                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2080                 new.freelist = freelist;
2081         } else
2082                 new.freelist = old.freelist;
2083
2084         new.frozen = 0;
2085
2086         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2087                 m = M_FREE;
2088         else if (new.freelist) {
2089                 m = M_PARTIAL;
2090                 if (!lock) {
2091                         lock = 1;
2092                         /*
2093                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2094                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2095                          * is frozen
2096                          */
2097                         spin_lock(&n->list_lock);
2098                 }
2099         } else {
2100                 m = M_FULL;
2101                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2102                         lock = 1;
2103                         /*
2104                          * This also ensures that the scanning of full
2105                          * slabs from diagnostic functions will not see
2106                          * any frozen slabs.
2107                          */
2108                         spin_lock(&n->list_lock);
2109                 }
2110         }
2111
2112         if (l != m) {
2113
2114                 if (l == M_PARTIAL)
2115
2116                         remove_partial(n, page);
2117
2118                 else if (l == M_FULL)
2119
2120                         remove_full(s, n, page);
2121
2122                 if (m == M_PARTIAL) {
2123
2124                         add_partial(n, page, tail);
2125                         stat(s, tail);
2126
2127                 } else if (m == M_FULL) {
2128
2129                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2130                         add_full(s, n, page);
2131
2132                 }
2133         }
2134
2135         l = m;
2136         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2137                                 old.freelist, old.counters,
2138                                 new.freelist, new.counters,
2139                                 "unfreezing slab"))
2140                 goto redo;
2141
2142         if (lock)
2143                 spin_unlock(&n->list_lock);
2144
2145         if (m == M_FREE) {
2146                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2147                 discard_slab(s, page);
2148                 stat(s, FREE_SLAB);
2149         }
2150
2151         c->page = NULL;
2152         c->freelist = NULL;
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2157  *
2158  * This function must be called with interrupts disabled
2159  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2160  * to guarantee no concurrent accesses).
2161  */
2162 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2163                 struct kmem_cache_cpu *c)
2164 {
2165 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2166         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2167         struct page *page, *discard_page = NULL;
2168
2169         while ((page = c->partial)) {
2170                 struct page new;
2171                 struct page old;
2172
2173                 c->partial = page->next;
2174
2175                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2176                 if (n != n2) {
2177                         if (n)
2178                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2179
2180                         n = n2;
2181                         spin_lock(&n->list_lock);
2182                 }
2183
2184                 do {
2185
2186                         old.freelist = page->freelist;
2187                         old.counters = page->counters;
2188                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2189
2190                         new.counters = old.counters;
2191                         new.freelist = old.freelist;
2192
2193                         new.frozen = 0;
2194
2195                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2196                                 old.freelist, old.counters,
2197                                 new.freelist, new.counters,
2198                                 "unfreezing slab"));
2199
2200                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2201                         page->next = discard_page;
2202                         discard_page = page;
2203                 } else {
2204                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2205                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2206                 }
2207         }
2208
2209         if (n)
2210                 spin_unlock(&n->list_lock);
2211
2212         while (discard_page) {
2213                 page = discard_page;
2214                 discard_page = discard_page->next;
2215
2216                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2217                 discard_slab(s, page);
2218                 stat(s, FREE_SLAB);
2219         }
2220 #endif
2221 }
2222
2223 /*
2224  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2225  * slot if available.
2226  *
2227  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2228  * per node partial list.
2229  */
2230 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2231 {
2232 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2233         struct page *oldpage;
2234         int pages;
2235         int pobjects;
2236
2237         preempt_disable();
2238         do {
2239                 pages = 0;
2240                 pobjects = 0;
2241                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2242
2243                 if (oldpage) {
2244                         pobjects = oldpage->pobjects;
2245                         pages = oldpage->pages;
2246                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2247                                 unsigned long flags;
2248                                 /*
2249                                  * partial array is full. Move the existing
2250                                  * set to the per node partial list.
2251                                  */
2252                                 local_irq_save(flags);
2253                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2254                                 local_irq_restore(flags);
2255                                 oldpage = NULL;
2256                                 pobjects = 0;
2257                                 pages = 0;
2258                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2259                         }
2260                 }
2261
2262                 pages++;
2263                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2264
2265                 page->pages = pages;
2266                 page->pobjects = pobjects;
2267                 page->next = oldpage;
2268
2269         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2270                                                                 != oldpage);
2271         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2272                 unsigned long flags;
2273
2274                 local_irq_save(flags);
2275                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2276                 local_irq_restore(flags);
2277         }
2278         preempt_enable();
2279 #endif
2280 }
2281
2282 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2283 {
2284         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2285         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2286
2287         c->tid = next_tid(c->tid);
2288 }
2289
2290 /*
2291  * Flush cpu slab.
2292  *
2293  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2294  */
2295 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2296 {
2297         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2298
2299         if (likely(c)) {
2300                 if (c->page)
2301                         flush_slab(s, c);
2302
2303                 unfreeze_partials(s, c);
2304         }
2305 }
2306
2307 static void flush_cpu_slab(void *d)
2308 {
2309         struct kmem_cache *s = d;
2310
2311         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2312 }
2313
2314 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2315 {
2316         struct kmem_cache *s = info;
2317         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2318
2319         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2320 }
2321
2322 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2323 {
2324         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2329  * necessary.
2330  */
2331 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2332 {
2333         struct kmem_cache *s;
2334         unsigned long flags;
2335
2336         mutex_lock(&slab_mutex);
2337         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2338                 local_irq_save(flags);
2339                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2340                 local_irq_restore(flags);
2341         }
2342         mutex_unlock(&slab_mutex);
2343         return 0;
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2348  * locality expectations.
2349  */
2350 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2351 {
2352 #ifdef CONFIG_NUMA
2353         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2354                 return 0;
2355 #endif
2356         return 1;
2357 }
2358
2359 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2360 static int count_free(struct page *page)
2361 {
2362         return page->objects - page->inuse;
2363 }
2364
2365 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2366 {
2367         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2368 }
2369 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2370
2371 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2372 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2373                                         int (*get_count)(struct page *))
2374 {
2375         unsigned long flags;
2376         unsigned long x = 0;
2377         struct page *page;
2378
2379         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2380         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2381                 x += get_count(page);
2382         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2383         return x;
2384 }
2385 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2386
2387 static noinline void
2388 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2389 {
2390 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2391         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2392                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2393         int node;
2394         struct kmem_cache_node *n;
2395
2396         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2397                 return;
2398
2399         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2400                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2401         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2402                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2403                 oo_order(s->min));
2404
2405         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2406                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2407                         s->name);
2408
2409         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2410                 unsigned long nr_slabs;
2411                 unsigned long nr_objs;
2412                 unsigned long nr_free;
2413
2414                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2415                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2416                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2417
2418                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2419                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2420         }
2421 #endif
2422 }
2423
2424 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2425                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2426 {
2427         void *freelist;
2428         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2429         struct page *page;
2430
2431         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2432
2433         if (freelist)
2434                 return freelist;
2435
2436         page = new_slab(s, flags, node);
2437         if (page) {
2438                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2439                 if (c->page)
2440                         flush_slab(s, c);
2441
2442                 /*
2443                  * No other reference to the page yet so we can
2444                  * muck around with it freely without cmpxchg
2445                  */
2446                 freelist = page->freelist;
2447                 page->freelist = NULL;
2448
2449                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2450                 c->page = page;
2451                 *pc = c;
2452         } else
2453                 freelist = NULL;
2454
2455         return freelist;
2456 }
2457
2458 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2459 {
2460         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2461                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2462
2463         return true;
2464 }
2465
2466 /*
2467  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2468  * per cpu freelist or deactivate the page.
2469  *
2470  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2471  *
2472  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2473  *
2474  * This function must be called with interrupt disabled.
2475  */
2476 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2477 {
2478         struct page new;
2479         unsigned long counters;
2480         void *freelist;
2481
2482         do {
2483                 freelist = page->freelist;
2484                 counters = page->counters;
2485
2486                 new.counters = counters;
2487                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2488
2489                 new.inuse = page->objects;
2490                 new.frozen = freelist != NULL;
2491
2492         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2493                 freelist, counters,
2494                 NULL, new.counters,
2495                 "get_freelist"));
2496
2497         return freelist;
2498 }
2499
2500 /*
2501  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2502  * debugging duties.
2503  *
2504  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2505  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2506  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2507  *
2508  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2509  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2510  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2511  *
2512  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2513  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2514  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2515  *
2516  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2517  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2518  */
2519 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2520                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2521 {
2522         void *freelist;
2523         struct page *page;
2524
2525         page = c->page;
2526         if (!page)
2527                 goto new_slab;
2528 redo:
2529
2530         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2531                 int searchnode = node;
2532
2533                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2534                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2535
2536                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2537                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2538                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2539                         goto new_slab;
2540                 }
2541         }
2542
2543         /*
2544          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2545          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2546          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2547          */
2548         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2549                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2550                 goto new_slab;
2551         }
2552
2553         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2554         freelist = c->freelist;
2555         if (freelist)
2556                 goto load_freelist;
2557
2558         freelist = get_freelist(s, page);
2559
2560         if (!freelist) {
2561                 c->page = NULL;
2562                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2563                 goto new_slab;
2564         }
2565
2566         stat(s, ALLOC_REFILL);
2567
2568 load_freelist:
2569         /*
2570          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2571          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2572          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2573          */
2574         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2575         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2576         c->tid = next_tid(c->tid);
2577         return freelist;
2578
2579 new_slab:
2580
2581         if (slub_percpu_partial(c)) {
2582                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2583                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2584                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2585                 goto redo;
2586         }
2587
2588         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2589
2590         if (unlikely(!freelist)) {
2591                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2592                 return NULL;
2593         }
2594
2595         page = c->page;
2596         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2597                 goto load_freelist;
2598
2599         /* Only entered in the debug case */
2600         if (kmem_cache_debug(s) &&
2601                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2602                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2603
2604         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2605         return freelist;
2606 }
2607
2608 /*
2609  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2610  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2611  */
2612 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2613                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2614 {
2615         void *p;
2616         unsigned long flags;
2617
2618         local_irq_save(flags);
2619 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2620         /*
2621          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2622          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2623          * pointer.
2624          */
2625         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2626 #endif
2627
2628         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2629         local_irq_restore(flags);
2630         return p;
2631 }
2632
2633 /*
2634  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2635  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2636  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2637  *
2638  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2639  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2640  *
2641  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2642  */
2643 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2644                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2645 {
2646         void *object;
2647         struct kmem_cache_cpu *c;
2648         struct page *page;
2649         unsigned long tid;
2650
2651         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2652         if (!s)
2653                 return NULL;
2654 redo:
2655         /*
2656          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2657          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2658          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2659          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2660          *
2661          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2662          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2663          * to check if it is matched or not.
2664          */
2665         do {
2666                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2667                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2668         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2669                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2670
2671         /*
2672          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2673          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2674          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2675          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2676          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2677          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2678          */
2679         barrier();
2680
2681         /*
2682          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2683          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2684          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2685          * linked list in between.
2686          */
2687
2688         object = c->freelist;
2689         page = c->page;
2690         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2691                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2692                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2693         } else {
2694                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2695
2696                 /*
2697                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2698                  * operation and if we are on the right processor.
2699                  *
2700                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2701                  * semantics!)
2702                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2703                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2704                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2705                  *
2706                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2707                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2708                  * other cpus.
2709                  */
2710                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2711                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2712                                 object, tid,
2713                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2714
2715                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2716                         goto redo;
2717                 }
2718                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2719                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2720         }
2721
2722         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2723                 memset(object, 0, s->object_size);
2724
2725         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2726
2727         return object;
2728 }
2729
2730 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2731                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2732 {
2733         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2734 }
2735
2736 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2737 {
2738         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2739
2740         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2741                                 s->size, gfpflags);
2742
2743         return ret;
2744 }
2745 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2746
2747 #ifdef CONFIG_TRACING
2748 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2749 {
2750         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2751         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2752         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2753         return ret;
2754 }
2755 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2756 #endif
2757
2758 #ifdef CONFIG_NUMA
2759 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2760 {
2761         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2762
2763         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2764                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2765
2766         return ret;
2767 }
2768 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2769
2770 #ifdef CONFIG_TRACING
2771 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2772                                     gfp_t gfpflags,
2773                                     int node, size_t size)
2774 {
2775         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2776
2777         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2778                            size, s->size, gfpflags, node);
2779
2780         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2781         return ret;
2782 }
2783 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2784 #endif
2785 #endif
2786
2787 /*
2788  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2789  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2790  *
2791  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2792  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2793  * handling required then we can return immediately.
2794  */
2795 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2796                         void *head, void *tail, int cnt,
2797                         unsigned long addr)
2798
2799 {
2800         void *prior;
2801         int was_frozen;
2802         struct page new;
2803         unsigned long counters;
2804         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2805         unsigned long uninitialized_var(flags);
2806
2807         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2808
2809         if (kmem_cache_debug(s) &&
2810             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2811                 return;
2812
2813         do {
2814                 if (unlikely(n)) {
2815                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2816                         n = NULL;
2817                 }
2818                 prior = page->freelist;
2819                 counters = page->counters;
2820                 set_freepointer(s, tail, prior);
2821                 new.counters = counters;
2822                 was_frozen = new.frozen;
2823                 new.inuse -= cnt;
2824                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2825
2826                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2827
2828                                 /*
2829                                  * Slab was on no list before and will be
2830                                  * partially empty
2831                                  * We can defer the list move and instead
2832                                  * freeze it.
2833                                  */
2834                                 new.frozen = 1;
2835
2836                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2837
2838                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2839                                 /*
2840                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2841                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2842                                  * drop the list_lock without any processing.
2843                                  *
2844                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2845                                  * other processors updating the list of slabs.
2846                                  */
2847                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2848
2849                         }
2850                 }
2851
2852         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2853                 prior, counters,
2854                 head, new.counters,
2855                 "__slab_free"));
2856
2857         if (likely(!n)) {
2858
2859                 /*
2860                  * If we just froze the page then put it onto the
2861                  * per cpu partial list.
2862                  */
2863                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2864                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2865                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2866                 }
2867                 /*
2868                  * The list lock was not taken therefore no list
2869                  * activity can be necessary.
2870                  */
2871                 if (was_frozen)
2872                         stat(s, FREE_FROZEN);
2873                 return;
2874         }
2875
2876         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2877                 goto slab_empty;
2878
2879         /*
2880          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2881          * then add it.
2882          */
2883         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2884                 if (kmem_cache_debug(s))
2885                         remove_full(s, n, page);
2886                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2887                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2888         }
2889         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2890         return;
2891
2892 slab_empty:
2893         if (prior) {
2894                 /*
2895                  * Slab on the partial list.
2896                  */
2897                 remove_partial(n, page);
2898                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2899         } else {
2900                 /* Slab must be on the full list */
2901                 remove_full(s, n, page);
2902         }
2903
2904         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2905         stat(s, FREE_SLAB);
2906         discard_slab(s, page);
2907 }
2908
2909 /*
2910  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2911  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2912  *
2913  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2914  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2915  * the item before.
2916  *
2917  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2918  * with all sorts of special processing.
2919  *
2920  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2921  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2922  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2923  */
2924 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2925                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2926                                 int cnt, unsigned long addr)
2927 {
2928         void *tail_obj = tail ? : head;
2929         struct kmem_cache_cpu *c;
2930         unsigned long tid;
2931 redo:
2932         /*
2933          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2934          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2935          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2936          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2937          */
2938         do {
2939                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2940                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2941         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2942                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2943
2944         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2945         barrier();
2946
2947         if (likely(page == c->page)) {
2948                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2949
2950                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2951                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2952                                 c->freelist, tid,
2953                                 head, next_tid(tid)))) {
2954
2955                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2956                         goto redo;
2957                 }
2958                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2959         } else
2960                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2961
2962 }
2963
2964 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2965                                       void *head, void *tail, int cnt,
2966                                       unsigned long addr)
2967 {
2968         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2969         /*
2970          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2971          * If so, no need to free them.
2972          */
2973         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2974                 return;
2975         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2976 }
2977
2978 #ifdef CONFIG_KASAN
2979 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2980 {
2981         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2982 }
2983 #endif
2984
2985 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2986 {
2987         s = cache_from_obj(s, x);
2988         if (!s)
2989                 return;
2990         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2991         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2992 }
2993 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2994
2995 struct detached_freelist {
2996         struct page *page;
2997         void *tail;
2998         void *freelist;
2999         int cnt;
3000         struct kmem_cache *s;
3001 };
3002
3003 /*
3004  * This function progressively scans the array with free objects (with
3005  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3006  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3007  * page/objects.  This can happen without any need for
3008  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3009  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3010  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3011  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3012  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3013  * to performance reasons.
3014  */
3015 static inline
3016 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3017                             void **p, struct detached_freelist *df)
3018 {
3019         size_t first_skipped_index = 0;
3020         int lookahead = 3;
3021         void *object;
3022         struct page *page;
3023
3024         /* Always re-init detached_freelist */
3025         df->page = NULL;
3026
3027         do {
3028                 object = p[--size];
3029                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3030         } while (!object && size);
3031
3032         if (!object)
3033                 return 0;
3034
3035         page = virt_to_head_page(object);
3036         if (!s) {
3037                 /* Handle kalloc'ed objects */
3038                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3039                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3040                         kfree_hook(object);
3041                         __free_pages(page, compound_order(page));
3042                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3043                         return size;
3044                 }
3045                 /* Derive kmem_cache from object */
3046                 df->s = page->slab_cache;
3047         } else {
3048                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3049         }
3050
3051         /* Start new detached freelist */
3052         df->page = page;
3053         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3054         df->tail = object;
3055         df->freelist = object;
3056         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3057         df->cnt = 1;
3058
3059         while (size) {
3060                 object = p[--size];
3061                 if (!object)
3062                         continue; /* Skip processed objects */
3063
3064                 /* df->page is always set at this point */
3065                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3066                         /* Opportunity build freelist */
3067                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3068                         df->freelist = object;
3069                         df->cnt++;
3070                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3071
3072                         continue;
3073                 }
3074
3075                 /* Limit look ahead search */
3076                 if (!--lookahead)
3077                         break;
3078
3079                 if (!first_skipped_index)
3080                         first_skipped_index = size + 1;
3081         }
3082
3083         return first_skipped_index;
3084 }
3085
3086 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3087 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3088 {
3089         if (WARN_ON(!size))
3090                 return;
3091
3092         do {
3093                 struct detached_freelist df;
3094
3095                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3096                 if (!df.page)
3097                         continue;
3098
3099                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3100         } while (likely(size));
3101 }
3102 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3103
3104 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3105 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3106                           void **p)
3107 {
3108         struct kmem_cache_cpu *c;
3109         int i;
3110
3111         /* memcg and kmem_cache debug support */
3112         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3113         if (unlikely(!s))
3114                 return false;
3115         /*
3116          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3117          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3118          * handlers invoking normal fastpath.
3119          */
3120         local_irq_disable();
3121         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3122
3123         for (i = 0; i < size; i++) {
3124                 void *object = c->freelist;
3125
3126                 if (unlikely(!object)) {
3127                         /*
3128                          * Invoking slow path likely have side-effect
3129                          * of re-populating per CPU c->freelist
3130                          */
3131                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3132                                             _RET_IP_, c);
3133                         if (unlikely(!p[i]))
3134                                 goto error;
3135
3136                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3137                         continue; /* goto for-loop */
3138                 }
3139                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3140                 p[i] = object;
3141         }
3142         c->tid = next_tid(c->tid);
3143         local_irq_enable();
3144
3145         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3146         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3147                 int j;
3148
3149                 for (j = 0; j < i; j++)
3150                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3151         }
3152
3153         /* memcg and kmem_cache debug support */
3154         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3155         return i;
3156 error:
3157         local_irq_enable();
3158         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3159         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3160         return 0;
3161 }
3162 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3163
3164
3165 /*
3166  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3167  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3168  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3169  * another.
3170  *
3171  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3172  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3173  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3174  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3175  * locking overhead.
3176  */
3177
3178 /*
3179  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3180  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3181  * and increases the number of allocations possible without having to
3182  * take the list_lock.
3183  */
3184 static int slub_min_order;
3185 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3186 static int slub_min_objects;
3187
3188 /*
3189  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3190  *
3191  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3192  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3193  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3194  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3195  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3196  * would be wasted.
3197  *
3198  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3199  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3200  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3201  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3202  *
3203  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3204  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3205  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3206  * of space in favor of a small page order.
3207  *
3208  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3209  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3210  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3211  * the smallest order which will fit the object.
3212  */
3213 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3214                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3215 {
3216         int order;
3217         int rem;
3218         int min_order = slub_min_order;
3219
3220         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3221                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3222
3223         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3224                         order <= max_order; order++) {
3225
3226                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3227
3228                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3229
3230                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3231                         break;
3232         }
3233
3234         return order;
3235 }
3236
3237 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3238 {
3239         int order;
3240         int min_objects;
3241         int fraction;
3242         int max_objects;
3243
3244         /*
3245          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3246          * works by first attempting to generate a layout with
3247          * the best configuration and backing off gradually.
3248          *
3249          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3250          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3251          */
3252         min_objects = slub_min_objects;
3253         if (!min_objects)
3254                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3255         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3256         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3257
3258         while (min_objects > 1) {
3259                 fraction = 16;
3260                 while (fraction >= 4) {
3261                         order = slab_order(size, min_objects,
3262                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3263                         if (order <= slub_max_order)
3264                                 return order;
3265                         fraction /= 2;
3266                 }
3267                 min_objects--;
3268         }
3269
3270         /*
3271          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3272          * lets see if we can place a single object there.
3273          */
3274         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3275         if (order <= slub_max_order)
3276                 return order;
3277
3278         /*
3279          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3280          */
3281         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3282         if (order < MAX_ORDER)
3283                 return order;
3284         return -ENOSYS;
3285 }
3286
3287 static void
3288 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3289 {
3290         n->nr_partial = 0;
3291         spin_lock_init(&n->list_lock);
3292         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3293 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3294         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3295         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3296         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3297 #endif
3298 }
3299
3300 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3301 {
3302         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3303                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3304
3305         /*
3306          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3307          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3308          */
3309         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3310                                      2 * sizeof(void *));
3311
3312         if (!s->cpu_slab)
3313                 return 0;
3314
3315         init_kmem_cache_cpus(s);
3316
3317         return 1;
3318 }
3319
3320 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3321
3322 /*
3323  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3324  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3325  * possible.
3326  *
3327  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3328  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3329  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3330  */
3331 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3332 {
3333         struct page *page;
3334         struct kmem_cache_node *n;
3335
3336         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3337
3338         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3339
3340         BUG_ON(!page);
3341         if (page_to_nid(page) != node) {
3342                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3343                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3344         }
3345
3346         n = page->freelist;
3347         BUG_ON(!n);
3348         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3349         page->inuse = 1;
3350         page->frozen = 0;
3351         kmem_cache_node->node[node] = n;
3352 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3353         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3354         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3355 #endif
3356         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3357                       GFP_KERNEL);
3358         init_kmem_cache_node(n);
3359         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3360
3361         /*
3362          * No locks need to be taken here as it has just been
3363          * initialized and there is no concurrent access.
3364          */
3365         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3366 }
3367
3368 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3369 {
3370         int node;
3371         struct kmem_cache_node *n;
3372
3373         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3374                 s->node[node] = NULL;
3375                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3376         }
3377 }
3378
3379 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3380 {
3381         cache_random_seq_destroy(s);
3382         free_percpu(s->cpu_slab);
3383         free_kmem_cache_nodes(s);
3384 }
3385
3386 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3387 {
3388         int node;
3389
3390         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3391                 struct kmem_cache_node *n;
3392
3393                 if (slab_state == DOWN) {
3394                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3395                         continue;
3396                 }
3397                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3398                                                 GFP_KERNEL, node);
3399
3400                 if (!n) {
3401                         free_kmem_cache_nodes(s);
3402                         return 0;
3403                 }
3404
3405                 init_kmem_cache_node(n);
3406                 s->node[node] = n;
3407         }
3408         return 1;
3409 }
3410
3411 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3412 {
3413         if (min < MIN_PARTIAL)
3414                 min = MIN_PARTIAL;
3415         else if (min > MAX_PARTIAL)
3416                 min = MAX_PARTIAL;
3417         s->min_partial = min;
3418 }
3419
3420 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3421 {
3422 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3423         /*
3424          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3425          * per cpu partial lists of a processor.
3426          *
3427          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3428          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3429          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3430          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3431          *
3432          * This setting also determines
3433          *
3434          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3435          *    per node list when we reach the limit.
3436          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3437          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3438          *    50% to keep some capacity around for frees.
3439          */
3440         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3441                 s->cpu_partial = 0;
3442         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3443                 s->cpu_partial = 2;
3444         else if (s->size >= 1024)
3445                 s->cpu_partial = 6;
3446         else if (s->size >= 256)
3447                 s->cpu_partial = 13;
3448         else
3449                 s->cpu_partial = 30;
3450 #endif
3451 }
3452
3453 /*
3454  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3455  * a slab object.
3456  */
3457 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3458 {
3459         slab_flags_t flags = s->flags;
3460         size_t size = s->object_size;
3461         int order;
3462
3463         /*
3464          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3465          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3466          * the possible location of the free pointer.
3467          */
3468         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3469
3470 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3471         /*
3472          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3473          * the slab may touch the object after free or before allocation
3474          * then we should never poison the object itself.
3475          */
3476         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3477                         !s->ctor)
3478                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3479         else
3480                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3481
3482
3483         /*
3484          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3485          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3486          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3487          */
3488         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3489                 size += sizeof(void *);
3490 #endif
3491
3492         /*
3493          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3494          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3495          */
3496         s->inuse = size;
3497
3498         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3499                 s->ctor)) {
3500                 /*
3501                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3502                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3503                  * kmem_cache_free.
3504                  *
3505                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3506                  * destructor or are poisoning the objects.
3507                  */
3508                 s->offset = size;
3509                 size += sizeof(void *);
3510         }
3511
3512 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3513         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3514                 /*
3515                  * Need to store information about allocs and frees after
3516                  * the object.
3517                  */
3518                 size += 2 * sizeof(struct track);
3519 #endif
3520
3521         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3522 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3523         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3524                 /*
3525                  * Add some empty padding so that we can catch
3526                  * overwrites from earlier objects rather than let
3527                  * tracking information or the free pointer be
3528                  * corrupted if a user writes before the start
3529                  * of the object.
3530                  */
3531                 size += sizeof(void *);
3532
3533                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3534                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3535                 size += s->red_left_pad;
3536         }
3537 #endif
3538
3539         /*
3540          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3541          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3542          * each object to conform to the alignment.
3543          */
3544         size = ALIGN(size, s->align);
3545         s->size = size;
3546         if (forced_order >= 0)
3547                 order = forced_order;
3548         else
3549                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3550
3551         if (order < 0)
3552                 return 0;
3553
3554         s->allocflags = 0;
3555         if (order)
3556                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3557
3558         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3559                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3560
3561         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3562                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3563
3564         /*
3565          * Determine the number of objects per slab
3566          */
3567         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3568         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3569         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3570                 s->max = s->oo;
3571
3572         return !!oo_objects(s->oo);
3573 }
3574
3575 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3576 {
3577         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3578         s->reserved = 0;
3579 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3580         s->random = get_random_long();
3581 #endif
3582
3583         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3584                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3585
3586         if (!calculate_sizes(s, -1))
3587                 goto error;
3588         if (disable_higher_order_debug) {
3589                 /*
3590                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3591                  * order increased.
3592                  */
3593                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3594                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3595                         s->offset = 0;
3596                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3597                                 goto error;
3598                 }
3599         }
3600
3601 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3602     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3603         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3604                 /* Enable fast mode */
3605                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3606 #endif
3607
3608         /*
3609          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3610          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3611          */
3612         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3613
3614         set_cpu_partial(s);
3615
3616 #ifdef CONFIG_NUMA
3617         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3618 #endif
3619
3620         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3621         if (slab_state >= UP) {
3622                 if (init_cache_random_seq(s))
3623                         goto error;
3624         }
3625
3626         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3627                 goto error;
3628
3629         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3630                 return 0;
3631
3632         free_kmem_cache_nodes(s);
3633 error:
3634         if (flags & SLAB_PANIC)
3635                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3636                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3637                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3638         return -EINVAL;
3639 }
3640
3641 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3642                                                         const char *text)
3643 {
3644 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3645         void *addr = page_address(page);
3646         void *p;
3647         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3648                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3649         if (!map)
3650                 return;
3651         slab_err(s, page, text, s->name);
3652         slab_lock(page);
3653
3654         get_map(s, page, map);
3655         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3656
3657                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3658                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3659                         print_tracking(s, p);
3660                 }
3661         }
3662         slab_unlock(page);
3663         kfree(map);
3664 #endif
3665 }
3666
3667 /*
3668  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3669  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3670  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3671  */
3672 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3673 {
3674         LIST_HEAD(discard);
3675         struct page *page, *h;
3676
3677         BUG_ON(irqs_disabled());
3678         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3679         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3680                 if (!page->inuse) {
3681                         remove_partial(n, page);
3682                         list_add(&page->lru, &discard);
3683                 } else {
3684                         list_slab_objects(s, page,
3685                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3686                 }
3687         }
3688         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3689
3690         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3691                 discard_slab(s, page);
3692 }
3693
3694 /*
3695  * Release all resources used by a slab cache.
3696  */
3697 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3698 {
3699         int node;
3700         struct kmem_cache_node *n;
3701
3702         flush_all(s);
3703         /* Attempt to free all objects */
3704         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3705                 free_partial(s, n);
3706                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3707                         return 1;
3708         }
3709         sysfs_slab_remove(s);
3710         return 0;
3711 }
3712
3713 /********************************************************************
3714  *              Kmalloc subsystem
3715  *******************************************************************/
3716
3717 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3718 {
3719         get_option(&str, &slub_min_order);
3720
3721         return 1;
3722 }
3723
3724 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3725
3726 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3727 {
3728         get_option(&str, &slub_max_order);
3729         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3730
3731         return 1;
3732 }
3733
3734 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3735
3736 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3737 {
3738         get_option(&str, &slub_min_objects);
3739
3740         return 1;
3741 }
3742
3743 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3744
3745 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3746 {
3747         struct kmem_cache *s;
3748         void *ret;
3749
3750         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3751                 return kmalloc_large(size, flags);
3752
3753         s = kmalloc_slab(size, flags);
3754
3755         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3756                 return s;
3757
3758         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3759
3760         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3761
3762         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3763
3764         return ret;
3765 }
3766 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3767
3768 #ifdef CONFIG_NUMA
3769 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3770 {
3771         struct page *page;
3772         void *ptr = NULL;
3773
3774         flags |= __GFP_COMP;
3775         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3776         if (page)
3777                 ptr = page_address(page);
3778
3779         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3780         return ptr;
3781 }
3782
3783 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3784 {
3785         struct kmem_cache *s;
3786         void *ret;
3787
3788         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3789                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3790
3791                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3792                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3793                                    flags, node);
3794
3795                 return ret;
3796         }
3797
3798         s = kmalloc_slab(size, flags);
3799
3800         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3801                 return s;
3802
3803         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3804
3805         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3806
3807         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3808
3809         return ret;
3810 }
3811 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3812 #endif
3813
3814 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3815 /*
3816  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3817  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3818  * cache's usercopy region.
3819  *
3820  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3821  * to indicate an error.
3822  */
3823 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3824                          bool to_user)
3825 {
3826         struct kmem_cache *s;
3827         unsigned long offset;
3828         size_t object_size;
3829
3830         /* Find object and usable object size. */
3831         s = page->slab_cache;
3832
3833         /* Reject impossible pointers. */
3834         if (ptr < page_address(page))
3835                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3836                                to_user, 0, n);
3837
3838         /* Find offset within object. */
3839         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3840
3841         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3842         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3843                 if (offset < s->red_left_pad)
3844                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3845                                        s->name, to_user, offset, n);
3846                 offset -= s->red_left_pad;
3847         }
3848
3849         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3850         if (offset >= s->useroffset &&
3851             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3852             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3853                 return;
3854
3855         /*
3856          * If the copy is still within the allocated object, produce
3857          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3858          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3859          * whitelists.
3860          */
3861         object_size = slab_ksize(s);
3862         if (usercopy_fallback &&
3863             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3864                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3865                 return;
3866         }
3867
3868         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3869 }
3870 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3871
3872 static size_t __ksize(const void *object)
3873 {
3874         struct page *page;
3875
3876         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3877                 return 0;
3878
3879         page = virt_to_head_page(object);
3880
3881         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3882                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3883                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3884         }
3885
3886         return slab_ksize(page->slab_cache);
3887 }
3888
3889 size_t ksize(const void *object)
3890 {
3891         size_t size = __ksize(object);
3892         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3893          * so we need to unpoison this area.
3894          */
3895         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3896         return size;
3897 }
3898 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3899
3900 void kfree(const void *x)
3901 {
3902         struct page *page;
3903         void *object = (void *)x;
3904
3905         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3906
3907         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3908                 return;
3909
3910         page = virt_to_head_page(x);
3911         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3912                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3913                 kfree_hook(object);
3914                 __free_pages(page, compound_order(page));
3915                 return;
3916         }
3917         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3918 }
3919 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3920
3921 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3922
3923 /*
3924  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3925  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3926  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3927  *
3928  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3929  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3930  * are freed in them.
3931  */
3932 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3933 {
3934         int node;
3935         int i;
3936         struct kmem_cache_node *n;
3937         struct page *page;
3938         struct page *t;
3939         struct list_head discard;
3940         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3941         unsigned long flags;
3942         int ret = 0;
3943
3944         flush_all(s);
3945         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3946                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3947                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3948                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3949
3950                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3951
3952                 /*
3953                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3954                  *
3955                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3956                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3957                  */
3958                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3959                         int free = page->objects - page->inuse;
3960
3961                         /* Do not reread page->inuse */
3962                         barrier();
3963
3964                         /* We do not keep full slabs on the list */
3965                         BUG_ON(free <= 0);
3966
3967                         if (free == page->objects) {
3968                                 list_move(&page->lru, &discard);
3969                                 n->nr_partial--;
3970                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3971                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3972                 }
3973
3974                 /*
3975                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3976                  * partial list.
3977                  */
3978                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3979                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3980
3981                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3982
3983                 /* Release empty slabs */
3984                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3985                         discard_slab(s, page);
3986
3987                 if (slabs_node(s, node))
3988                         ret = 1;
3989         }
3990
3991         return ret;
3992 }
3993
3994 #ifdef CONFIG_MEMCG
3995 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
3996 {
3997         /*
3998          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
3999          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4000          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4001          * destroy @s until the associated memcg is released.
4002          *
4003          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4004          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4005          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4006          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4007          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4008          */
4009         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4010                 sysfs_slab_remove(s);
4011 }
4012
4013 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4014 {
4015         /*
4016          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4017          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4018          */
4019         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4020         s->min_partial = 0;
4021
4022         /*
4023          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4024          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4025          */
4026         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4027 }
4028 #endif
4029
4030 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4031 {
4032         struct kmem_cache *s;
4033
4034         mutex_lock(&slab_mutex);
4035         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4036                 __kmem_cache_shrink(s);
4037         mutex_unlock(&slab_mutex);
4038
4039         return 0;
4040 }
4041
4042 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4043 {
4044         struct kmem_cache_node *n;
4045         struct kmem_cache *s;
4046         struct memory_notify *marg = arg;
4047         int offline_node;
4048
4049         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4050
4051         /*
4052          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4053          * for it yet.
4054          */
4055         if (offline_node < 0)
4056                 return;
4057
4058         mutex_lock(&slab_mutex);
4059         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4060                 n = get_node(s, offline_node);
4061                 if (n) {
4062                         /*
4063                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4064                          * that is going down. We were unable to free them,
4065                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4066                          * callback. So, we must fail.
4067                          */
4068                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4069
4070                         s->node[offline_node] = NULL;
4071                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4072                 }
4073         }
4074         mutex_unlock(&slab_mutex);
4075 }
4076
4077 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4078 {
4079         struct kmem_cache_node *n;
4080         struct kmem_cache *s;
4081         struct memory_notify *marg = arg;
4082         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4083         int ret = 0;
4084
4085         /*
4086          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4087          * already created. Nothing to do.
4088          */
4089         if (nid < 0)
4090                 return 0;
4091
4092         /*
4093          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4094          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4095          * online.
4096          */
4097         mutex_lock(&slab_mutex);
4098         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4099                 /*
4100                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4101                  *      since memory is not yet available from the node that
4102                  *      is brought up.
4103                  */
4104                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4105                 if (!n) {
4106                         ret = -ENOMEM;
4107                         goto out;
4108                 }
4109                 init_kmem_cache_node(n);
4110                 s->node[nid] = n;
4111         }
4112 out:
4113         mutex_unlock(&slab_mutex);
4114         return ret;
4115 }
4116
4117 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4118                                 unsigned long action, void *arg)
4119 {
4120         int ret = 0;
4121
4122         switch (action) {
4123         case MEM_GOING_ONLINE:
4124                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4125                 break;
4126         case MEM_GOING_OFFLINE:
4127                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4128                 break;
4129         case MEM_OFFLINE:
4130         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4131                 slab_mem_offline_callback(arg);
4132                 break;
4133         case MEM_ONLINE:
4134         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4135                 break;
4136         }
4137         if (ret)
4138                 ret = notifier_from_errno(ret);
4139         else
4140                 ret = NOTIFY_OK;
4141         return ret;
4142 }
4143
4144 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4145         .notifier_call = slab_memory_callback,
4146         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4147 };
4148
4149 /********************************************************************
4150  *                      Basic setup of slabs
4151  *******************************************************************/
4152
4153 /*
4154  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4155  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4156  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4157  */
4158
4159 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4160 {
4161         int node;
4162         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4163         struct kmem_cache_node *n;
4164
4165         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4166
4167         /*
4168          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4169          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4170          * IPIs around.
4171          */
4172         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4173         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4174                 struct page *p;
4175
4176                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4177                         p->slab_cache = s;
4178
4179 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4180                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4181                         p->slab_cache = s;
4182 #endif
4183         }
4184         slab_init_memcg_params(s);
4185         list_add(&s->list, &slab_caches);
4186         memcg_link_cache(s);
4187         return s;
4188 }
4189
4190 void __init kmem_cache_init(void)
4191 {
4192         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4193                 boot_kmem_cache_node;
4194
4195         if (debug_guardpage_minorder())
4196                 slub_max_order = 0;
4197
4198         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4199         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4200
4201         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4202                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4203
4204         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4205
4206         /* Able to allocate the per node structures */
4207         slab_state = PARTIAL;
4208
4209         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4210                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4211                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4212                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4213
4214         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4215
4216         /*
4217          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4218          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4219          * update any list pointers.
4220          */
4221         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4222
4223         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4224         setup_kmalloc_cache_index_table();
4225         create_kmalloc_caches(0);
4226
4227         /* Setup random freelists for each cache */
4228         init_freelist_randomization();
4229
4230         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4231                                   slub_cpu_dead);
4232
4233         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4234                 cache_line_size(),
4235                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4236                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4237 }
4238
4239 void __init kmem_cache_init_late(void)
4240 {
4241 }
4242
4243 struct kmem_cache *
4244 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4245                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4246 {
4247         struct kmem_cache *s, *c;
4248
4249         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4250         if (s) {
4251                 s->refcount++;
4252
4253                 /*
4254                  * Adjust the object sizes so that we clear
4255                  * the complete object on kzalloc.
4256                  */
4257                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4258                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4259
4260                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4261                         c->object_size = s->object_size;
4262                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4263                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4264                 }
4265
4266                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4267                         s->refcount--;
4268                         s = NULL;
4269                 }
4270         }
4271
4272         return s;
4273 }
4274
4275 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4276 {
4277         int err;
4278
4279         err = kmem_cache_open(s, flags);
4280         if (err)
4281                 return err;
4282
4283         /* Mutex is not taken during early boot */
4284         if (slab_state <= UP)
4285                 return 0;
4286
4287         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4288         err = sysfs_slab_add(s);
4289         if (err)
4290                 __kmem_cache_release(s);
4291
4292         return err;
4293 }
4294
4295 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4296 {
4297         struct kmem_cache *s;
4298         void *ret;
4299
4300         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4301                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4302
4303         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4304
4305         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4306                 return s;
4307
4308         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4309
4310         /* Honor the call site pointer we received. */
4311         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4312
4313         return ret;
4314 }
4315
4316 #ifdef CONFIG_NUMA
4317 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4318                                         int node, unsigned long caller)
4319 {
4320         struct kmem_cache *s;
4321         void *ret;
4322
4323         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4324                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4325
4326                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4327                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4328                                    gfpflags, n