]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slub.c
Merge branch 'akpm-current/current'
[karo-tx-linux.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kmemcheck.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36
37 #include <trace/events/kmem.h>
38
39 #include "internal.h"
40
41 /*
42  * Lock order:
43  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
44  *   2. node->list_lock
45  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
46  *
47  *   slab_mutex
48  *
49  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
50  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
51  *
52  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
53  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
54  *   double word in the page struct. Meaning
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->counters       -> Counters of objects
57  *      C. page->frozen         -> frozen state
58  *
59  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
60  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
61  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
62  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
63  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
64  *
65  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
66  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
67  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
68  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
69  *   modified without taking the list lock).
70  *
71  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
72  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
73  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
74  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
75  *   the list lock.
76  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
77  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
78  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
79  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
80  *
81  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
82  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
83  *
84  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
85  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
86  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
87  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
88  * cannot scan all objects.
89  *
90  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
91  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
92  * fast frees and allocs.
93  *
94  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
95  *
96  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * PageError            Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
118 {
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
120         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
121 #else
122         return 0;
123 #endif
124 }
125
126 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
127 {
128 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
129         return !kmem_cache_debug(s);
130 #else
131         return false;
132 #endif
133 }
134
135 /*
136  * Issues still to be resolved:
137  *
138  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
139  *
140  * - Variable sizing of the per node arrays
141  */
142
143 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
144 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
145
146 /* Enable to log cmpxchg failures */
147 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
148
149 /*
150  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
151  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
152  */
153 #define MIN_PARTIAL 5
154
155 /*
156  * Maximum number of desirable partial slabs.
157  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
158  * sort the partial list by the number of objects in use.
159  */
160 #define MAX_PARTIAL 10
161
162 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
163                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
164
165 /*
166  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
167  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
168  * metadata.
169  */
170 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
171
172 /*
173  * Set of flags that will prevent slab merging
174  */
175 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
176                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
177                 SLAB_FAILSLAB)
178
179 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
180                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
181
182 #define OO_SHIFT        16
183 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
184 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
185
186 /* Internal SLUB flags */
187 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
188 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
189
190 #ifdef CONFIG_SMP
191 static struct notifier_block slab_notifier;
192 #endif
193
194 /*
195  * Tracking user of a slab.
196  */
197 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
198 struct track {
199         unsigned long addr;     /* Called from address */
200 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
201         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
202 #endif
203         int cpu;                /* Was running on cpu */
204         int pid;                /* Pid context */
205         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
206 };
207
208 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
209
210 #ifdef CONFIG_SYSFS
211 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
212 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
213 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
214 #else
215 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
216 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
217                                                         { return 0; }
218 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
219 #endif
220
221 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         /*
225          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
226          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
227          */
228         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
229 #endif
230 }
231
232 /********************************************************************
233  *                      Core slab cache functions
234  *******************************************************************/
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
265 {
266         prefetch(object + s->offset);
267 }
268
269 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
270 {
271         void *p;
272
273 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
274         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
275 #else
276         p = get_freepointer(s, object);
277 #endif
278         return p;
279 }
280
281 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
282 {
283         *(void **)(object + s->offset) = fp;
284 }
285
286 /* Loop over all objects in a slab */
287 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
288         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
289                         __p += (__s)->size)
290
291 /* Determine object index from a given position */
292 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
293 {
294         return (p - addr) / s->size;
295 }
296
297 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
298 {
299 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
300         /*
301          * Debugging requires use of the padding between object
302          * and whatever may come after it.
303          */
304         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
305                 return s->object_size;
306
307 #endif
308         /*
309          * If we have the need to store the freelist pointer
310          * back there or track user information then we can
311          * only use the space before that information.
312          */
313         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
314                 return s->inuse;
315         /*
316          * Else we can use all the padding etc for the allocation
317          */
318         return s->size;
319 }
320
321 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
322 {
323         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
324 }
325
326 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
327                 unsigned long size, int reserved)
328 {
329         struct kmem_cache_order_objects x = {
330                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
331         };
332
333         return x;
334 }
335
336 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
337 {
338         return x.x >> OO_SHIFT;
339 }
340
341 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
342 {
343         return x.x & OO_MASK;
344 }
345
346 /*
347  * Per slab locking using the pagelock
348  */
349 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
350 {
351         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
352 }
353
354 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
355 {
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->_count.  If we assign to ->counters directly
366          * we run the risk of losing updates to page->_count, 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 1;
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 1;
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 0;
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 1;
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 1;
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 0;
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 /*
470  * Debug settings:
471  */
472 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
473 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
474 #else
475 static int slub_debug;
476 #endif
477
478 static char *slub_debug_slabs;
479 static int disable_higher_order_debug;
480
481 /*
482  * Object debugging
483  */
484 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
485 {
486         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
487                         length, 1);
488 }
489
490 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
491         enum track_item alloc)
492 {
493         struct track *p;
494
495         if (s->offset)
496                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
497         else
498                 p = object + s->inuse;
499
500         return p + alloc;
501 }
502
503 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
504                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
505 {
506         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
507
508         if (addr) {
509 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
510                 struct stack_trace trace;
511                 int i;
512
513                 trace.nr_entries = 0;
514                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
515                 trace.entries = p->addrs;
516                 trace.skip = 3;
517                 save_stack_trace(&trace);
518
519                 /* See rant in lockdep.c */
520                 if (trace.nr_entries != 0 &&
521                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
522                         trace.nr_entries--;
523
524                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
525                         p->addrs[i] = 0;
526 #endif
527                 p->addr = addr;
528                 p->cpu = smp_processor_id();
529                 p->pid = current->pid;
530                 p->when = jiffies;
531         } else
532                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
533 }
534
535 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
536 {
537         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
538                 return;
539
540         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
541         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
542 }
543
544 static void print_track(const char *s, struct track *t)
545 {
546         if (!t->addr)
547                 return;
548
549         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
550                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
551 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
552         {
553                 int i;
554                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
555                         if (t->addrs[i])
556                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
557                         else
558                                 break;
559         }
560 #endif
561 }
562
563 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
564 {
565         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
566                 return;
567
568         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
569         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
570 }
571
572 static void print_page_info(struct page *page)
573 {
574         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
575                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
576
577 }
578
579 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
580 {
581         struct va_format vaf;
582         va_list args;
583
584         va_start(args, fmt);
585         vaf.fmt = fmt;
586         vaf.va = &args;
587         pr_err("=============================================================================\n");
588         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
589         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
590
591         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
592         va_end(args);
593 }
594
595 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
596 {
597         struct va_format vaf;
598         va_list args;
599
600         va_start(args, fmt);
601         vaf.fmt = fmt;
602         vaf.va = &args;
603         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
604         va_end(args);
605 }
606
607 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
608 {
609         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
610         u8 *addr = page_address(page);
611
612         print_tracking(s, p);
613
614         print_page_info(page);
615
616         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
617                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
618
619         if (p > addr + 16)
620                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
621
622         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
623                                 PAGE_SIZE));
624         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
625                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
626                         s->inuse - s->object_size);
627
628         if (s->offset)
629                 off = s->offset + sizeof(void *);
630         else
631                 off = s->inuse;
632
633         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
634                 off += 2 * sizeof(struct track);
635
636         if (off != s->size)
637                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
638                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
639
640         dump_stack();
641 }
642
643 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
644                         u8 *object, char *reason)
645 {
646         slab_bug(s, "%s", reason);
647         print_trailer(s, page, object);
648 }
649
650 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
651                         const char *fmt, ...)
652 {
653         va_list args;
654         char buf[100];
655
656         va_start(args, fmt);
657         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
658         va_end(args);
659         slab_bug(s, "%s", buf);
660         print_page_info(page);
661         dump_stack();
662 }
663
664 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
665 {
666         u8 *p = object;
667
668         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
669                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
670                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
671         }
672
673         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
674                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
675 }
676
677 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
678                                                 void *from, void *to)
679 {
680         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
681         memset(from, data, to - from);
682 }
683
684 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
685                         u8 *object, char *what,
686                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
687 {
688         u8 *fault;
689         u8 *end;
690
691         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
692         if (!fault)
693                 return 1;
694
695         end = start + bytes;
696         while (end > fault && end[-1] == value)
697                 end--;
698
699         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
700         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
701                                         fault, end - 1, fault[0], value);
702         print_trailer(s, page, object);
703
704         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
705         return 0;
706 }
707
708 /*
709  * Object layout:
710  *
711  * object address
712  *      Bytes of the object to be managed.
713  *      If the freepointer may overlay the object then the free
714  *      pointer is the first word of the object.
715  *
716  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
717  *      0xa5 (POISON_END)
718  *
719  * object + s->object_size
720  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
721  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
722  *      object_size == inuse.
723  *
724  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
725  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
726  *
727  * object + s->inuse
728  *      Meta data starts here.
729  *
730  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
731  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
732  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
733  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
734  *              before the word boundary.
735  *
736  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
737  *
738  * object + s->size
739  *      Nothing is used beyond s->size.
740  *
741  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
742  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
743  * may be used with merged slabcaches.
744  */
745
746 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
747 {
748         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
749
750         if (s->offset)
751                 /* Freepointer is placed after the object. */
752                 off += sizeof(void *);
753
754         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
755                 /* We also have user information there */
756                 off += 2 * sizeof(struct track);
757
758         if (s->size == off)
759                 return 1;
760
761         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
762                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
763 }
764
765 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
766 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
767 {
768         u8 *start;
769         u8 *fault;
770         u8 *end;
771         int length;
772         int remainder;
773
774         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
775                 return 1;
776
777         start = page_address(page);
778         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
779         end = start + length;
780         remainder = length % s->size;
781         if (!remainder)
782                 return 1;
783
784         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
785         if (!fault)
786                 return 1;
787         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
788                 end--;
789
790         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
791         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
792
793         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
794         return 0;
795 }
796
797 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
798                                         void *object, u8 val)
799 {
800         u8 *p = object;
801         u8 *endobject = object + s->object_size;
802
803         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
804                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
805                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
806                         return 0;
807         } else {
808                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
809                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
810                                 endobject, POISON_INUSE,
811                                 s->inuse - s->object_size);
812                 }
813         }
814
815         if (s->flags & SLAB_POISON) {
816                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
817                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
818                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
819                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
820                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
821                         return 0;
822                 /*
823                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
824                  */
825                 check_pad_bytes(s, page, p);
826         }
827
828         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
829                 /*
830                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
831                  * freepointer while object is allocated.
832                  */
833                 return 1;
834
835         /* Check free pointer validity */
836         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
837                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
838                 /*
839                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
840                  * of the free objects in this slab. May cause
841                  * another error because the object count is now wrong.
842                  */
843                 set_freepointer(s, p, NULL);
844                 return 0;
845         }
846         return 1;
847 }
848
849 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
850 {
851         int maxobj;
852
853         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
854
855         if (!PageSlab(page)) {
856                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
857                 return 0;
858         }
859
860         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
861         if (page->objects > maxobj) {
862                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
863                         s->name, page->objects, maxobj);
864                 return 0;
865         }
866         if (page->inuse > page->objects) {
867                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
868                         s->name, page->inuse, page->objects);
869                 return 0;
870         }
871         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
872         slab_pad_check(s, page);
873         return 1;
874 }
875
876 /*
877  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
878  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
879  */
880 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
881 {
882         int nr = 0;
883         void *fp;
884         void *object = NULL;
885         unsigned long max_objects;
886
887         fp = page->freelist;
888         while (fp && nr <= page->objects) {
889                 if (fp == search)
890                         return 1;
891                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
892                         if (object) {
893                                 object_err(s, page, object,
894                                         "Freechain corrupt");
895                                 set_freepointer(s, object, NULL);
896                         } else {
897                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
898                                 page->freelist = NULL;
899                                 page->inuse = page->objects;
900                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
901                                 return 0;
902                         }
903                         break;
904                 }
905                 object = fp;
906                 fp = get_freepointer(s, object);
907                 nr++;
908         }
909
910         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
911         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
912                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
913
914         if (page->objects != max_objects) {
915                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
916                         "should be %d", page->objects, max_objects);
917                 page->objects = max_objects;
918                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
919         }
920         if (page->inuse != page->objects - nr) {
921                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
922                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
923                 page->inuse = page->objects - nr;
924                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
925         }
926         return search == NULL;
927 }
928
929 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
930                                                                 int alloc)
931 {
932         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
933                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
934                         s->name,
935                         alloc ? "alloc" : "free",
936                         object, page->inuse,
937                         page->freelist);
938
939                 if (!alloc)
940                         print_section("Object ", (void *)object,
941                                         s->object_size);
942
943                 dump_stack();
944         }
945 }
946
947 /*
948  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
949  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
950  */
951 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
952 {
953         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
954 }
955
956 static inline void kfree_hook(const void *x)
957 {
958         kmemleak_free(x);
959 }
960
961 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
962 {
963         flags &= gfp_allowed_mask;
964         lockdep_trace_alloc(flags);
965         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
966
967         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
968 }
969
970 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
971                                         gfp_t flags, void *object)
972 {
973         flags &= gfp_allowed_mask;
974         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
975         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
976 }
977
978 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
979 {
980         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
981
982         /*
983          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
984          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
985          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
986          */
987 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
988         {
989                 unsigned long flags;
990
991                 local_irq_save(flags);
992                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
993                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
994                 local_irq_restore(flags);
995         }
996 #endif
997         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
998                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1003  */
1004 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1005         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1006 {
1007         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1008                 return;
1009
1010         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1011         list_add(&page->lru, &n->full);
1012 }
1013
1014 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1015 {
1016         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1017                 return;
1018
1019         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1020         list_del(&page->lru);
1021 }
1022
1023 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1024 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1025 {
1026         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1027
1028         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1029 }
1030
1031 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1032 {
1033         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1034 }
1035
1036 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1037 {
1038         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1039
1040         /*
1041          * May be called early in order to allocate a slab for the
1042          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1043          * dilemma by deferring the increment of the count during
1044          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1045          */
1046         if (likely(n)) {
1047                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1048                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1049         }
1050 }
1051 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1052 {
1053         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1054
1055         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1056         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1057 }
1058
1059 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1060 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1061                                                                 void *object)
1062 {
1063         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1064                 return;
1065
1066         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1067         init_tracking(s, object);
1068 }
1069
1070 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1071                                         struct page *page,
1072                                         void *object, unsigned long addr)
1073 {
1074         if (!check_slab(s, page))
1075                 goto bad;
1076
1077         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1078                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1079                 goto bad;
1080         }
1081
1082         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1083                 goto bad;
1084
1085         /* Success perform special debug activities for allocs */
1086         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1087                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1088         trace(s, page, object, 1);
1089         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1090         return 1;
1091
1092 bad:
1093         if (PageSlab(page)) {
1094                 /*
1095                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1096                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1097                  * as used avoids touching the remaining objects.
1098                  */
1099                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1100                 page->inuse = page->objects;
1101                 page->freelist = NULL;
1102         }
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1107         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1108         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1109 {
1110         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1111
1112         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1113         slab_lock(page);
1114
1115         if (!check_slab(s, page))
1116                 goto fail;
1117
1118         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1119                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1120                 goto fail;
1121         }
1122
1123         if (on_freelist(s, page, object)) {
1124                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1125                 goto fail;
1126         }
1127
1128         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1129                 goto out;
1130
1131         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1132                 if (!PageSlab(page)) {
1133                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1134                                 "outside of slab", object);
1135                 } else if (!page->slab_cache) {
1136                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1137                                object);
1138                         dump_stack();
1139                 } else
1140                         object_err(s, page, object,
1141                                         "page slab pointer corrupt.");
1142                 goto fail;
1143         }
1144
1145         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1146                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1147         trace(s, page, object, 0);
1148         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1149 out:
1150         slab_unlock(page);
1151         /*
1152          * Keep node_lock to preserve integrity
1153          * until the object is actually freed
1154          */
1155         return n;
1156
1157 fail:
1158         slab_unlock(page);
1159         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1160         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1161         return NULL;
1162 }
1163
1164 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1165 {
1166         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1167         if (*str++ != '=' || !*str)
1168                 /*
1169                  * No options specified. Switch on full debugging.
1170                  */
1171                 goto out;
1172
1173         if (*str == ',')
1174                 /*
1175                  * No options but restriction on slabs. This means full
1176                  * debugging for slabs matching a pattern.
1177                  */
1178                 goto check_slabs;
1179
1180         if (tolower(*str) == 'o') {
1181                 /*
1182                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1183                  * would increase as a result.
1184                  */
1185                 disable_higher_order_debug = 1;
1186                 goto out;
1187         }
1188
1189         slub_debug = 0;
1190         if (*str == '-')
1191                 /*
1192                  * Switch off all debugging measures.
1193                  */
1194                 goto out;
1195
1196         /*
1197          * Determine which debug features should be switched on
1198          */
1199         for (; *str && *str != ','; str++) {
1200                 switch (tolower(*str)) {
1201                 case 'f':
1202                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1203                         break;
1204                 case 'z':
1205                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1206                         break;
1207                 case 'p':
1208                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1209                         break;
1210                 case 'u':
1211                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1212                         break;
1213                 case 't':
1214                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1215                         break;
1216                 case 'a':
1217                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1218                         break;
1219                 default:
1220                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1221                                *str);
1222                 }
1223         }
1224
1225 check_slabs:
1226         if (*str == ',')
1227                 slub_debug_slabs = str + 1;
1228 out:
1229         return 1;
1230 }
1231
1232 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1233
1234 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1235         unsigned long flags, const char *name,
1236         void (*ctor)(void *))
1237 {
1238         /*
1239          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1240          */
1241         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1242                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1243                 flags |= slub_debug;
1244
1245         return flags;
1246 }
1247 #else
1248 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1249                         struct page *page, void *object) {}
1250
1251 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1252         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1253
1254 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1255         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1256         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1257
1258 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1259                         { return 1; }
1260 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1261                         void *object, u8 val) { return 1; }
1262 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1263                                         struct page *page) {}
1264 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1265                                         struct page *page) {}
1266 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1267         unsigned long flags, const char *name,
1268         void (*ctor)(void *))
1269 {
1270         return flags;
1271 }
1272 #define slub_debug 0
1273
1274 #define disable_higher_order_debug 0
1275
1276 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1277                                                         { return 0; }
1278 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1279                                                         { return 0; }
1280 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1281                                                         int objects) {}
1282 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1283                                                         int objects) {}
1284
1285 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1286 {
1287         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1288 }
1289
1290 static inline void kfree_hook(const void *x)
1291 {
1292         kmemleak_free(x);
1293 }
1294
1295 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1296                                                         { return 0; }
1297
1298 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1299                 void *object)
1300 {
1301         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags,
1302                 flags & gfp_allowed_mask);
1303 }
1304
1305 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1306 {
1307         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1308 }
1309
1310 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1311
1312 /*
1313  * Slab allocation and freeing
1314  */
1315 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1316                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1317 {
1318         struct page *page;
1319         int order = oo_order(oo);
1320
1321         flags |= __GFP_NOTRACK;
1322
1323         if (memcg_charge_slab(s, flags, order))
1324                 return NULL;
1325
1326         if (node == NUMA_NO_NODE)
1327                 page = alloc_pages(flags, order);
1328         else
1329                 page = alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1330
1331         if (!page)
1332                 memcg_uncharge_slab(s, order);
1333
1334         return page;
1335 }
1336
1337 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1338 {
1339         struct page *page;
1340         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1341         gfp_t alloc_gfp;
1342
1343         flags &= gfp_allowed_mask;
1344
1345         if (flags & __GFP_WAIT)
1346                 local_irq_enable();
1347
1348         flags |= s->allocflags;
1349
1350         /*
1351          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1352          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1353          */
1354         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1355
1356         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1357         if (unlikely(!page)) {
1358                 oo = s->min;
1359                 alloc_gfp = flags;
1360                 /*
1361                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1362                  * Try a lower order alloc if possible
1363                  */
1364                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1365
1366                 if (page)
1367                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1368         }
1369
1370         if (kmemcheck_enabled && page
1371                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1372                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1373
1374                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1375
1376                 /*
1377                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1378                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1379                  */
1380                 if (s->ctor)
1381                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1382                 else
1383                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1384         }
1385
1386         if (flags & __GFP_WAIT)
1387                 local_irq_disable();
1388         if (!page)
1389                 return NULL;
1390
1391         page->objects = oo_objects(oo);
1392         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1393                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1394                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1395                 1 << oo_order(oo));
1396
1397         return page;
1398 }
1399
1400 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1401                                 void *object)
1402 {
1403         setup_object_debug(s, page, object);
1404         if (unlikely(s->ctor))
1405                 s->ctor(object);
1406 }
1407
1408 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1409 {
1410         struct page *page;
1411         void *start;
1412         void *last;
1413         void *p;
1414         int order;
1415
1416         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1417
1418         page = allocate_slab(s,
1419                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1420         if (!page)
1421                 goto out;
1422
1423         order = compound_order(page);
1424         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1425         page->slab_cache = s;
1426         __SetPageSlab(page);
1427         if (page->pfmemalloc)
1428                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1429
1430         start = page_address(page);
1431
1432         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1433                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1434
1435         last = start;
1436         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1437                 setup_object(s, page, last);
1438                 set_freepointer(s, last, p);
1439                 last = p;
1440         }
1441         setup_object(s, page, last);
1442         set_freepointer(s, last, NULL);
1443
1444         page->freelist = start;
1445         page->inuse = page->objects;
1446         page->frozen = 1;
1447 out:
1448         return page;
1449 }
1450
1451 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1452 {
1453         int order = compound_order(page);
1454         int pages = 1 << order;
1455
1456         if (kmem_cache_debug(s)) {
1457                 void *p;
1458
1459                 slab_pad_check(s, page);
1460                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1461                                                 page->objects)
1462                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1463         }
1464
1465         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1466
1467         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1468                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1469                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1470                 -pages);
1471
1472         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1473         __ClearPageSlab(page);
1474
1475         page_mapcount_reset(page);
1476         if (current->reclaim_state)
1477                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1478         __free_pages(page, order);
1479         memcg_uncharge_slab(s, order);
1480 }
1481
1482 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1483         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1484
1485 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1486 {
1487         struct page *page;
1488
1489         if (need_reserve_slab_rcu)
1490                 page = virt_to_head_page(h);
1491         else
1492                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1493
1494         __free_slab(page->slab_cache, page);
1495 }
1496
1497 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1498 {
1499         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1500                 struct rcu_head *head;
1501
1502                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1503                         int order = compound_order(page);
1504                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1505
1506                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1507                         head = page_address(page) + offset;
1508                 } else {
1509                         /*
1510                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1511                          */
1512                         head = (void *)&page->lru;
1513                 }
1514
1515                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1516         } else
1517                 __free_slab(s, page);
1518 }
1519
1520 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1521 {
1522         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1523         free_slab(s, page);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Management of partially allocated slabs.
1528  */
1529 static inline void
1530 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1531 {
1532         n->nr_partial++;
1533         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1534                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1535         else
1536                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1537 }
1538
1539 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1540                                 struct page *page, int tail)
1541 {
1542         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1543         __add_partial(n, page, tail);
1544 }
1545
1546 static inline void
1547 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1548 {
1549         list_del(&page->lru);
1550         n->nr_partial--;
1551 }
1552
1553 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1554                                         struct page *page)
1555 {
1556         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1557         __remove_partial(n, page);
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1562  * return the pointer to the freelist.
1563  *
1564  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1565  */
1566 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1567                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1568                 int mode, int *objects)
1569 {
1570         void *freelist;
1571         unsigned long counters;
1572         struct page new;
1573
1574         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1575
1576         /*
1577          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1578          * The old freelist is the list of objects for the
1579          * per cpu allocation list.
1580          */
1581         freelist = page->freelist;
1582         counters = page->counters;
1583         new.counters = counters;
1584         *objects = new.objects - new.inuse;
1585         if (mode) {
1586                 new.inuse = page->objects;
1587                 new.freelist = NULL;
1588         } else {
1589                 new.freelist = freelist;
1590         }
1591
1592         VM_BUG_ON(new.frozen);
1593         new.frozen = 1;
1594
1595         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1596                         freelist, counters,
1597                         new.freelist, new.counters,
1598                         "acquire_slab"))
1599                 return NULL;
1600
1601         remove_partial(n, page);
1602         WARN_ON(!freelist);
1603         return freelist;
1604 }
1605
1606 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1607 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1608
1609 /*
1610  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1611  */
1612 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1613                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1614 {
1615         struct page *page, *page2;
1616         void *object = NULL;
1617         int available = 0;
1618         int objects;
1619
1620         /*
1621          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1622          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1623          * partial slab and there is none available then get_partials()
1624          * will return NULL.
1625          */
1626         if (!n || !n->nr_partial)
1627                 return NULL;
1628
1629         spin_lock(&n->list_lock);
1630         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1631                 void *t;
1632
1633                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1634                         continue;
1635
1636                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1637                 if (!t)
1638                         break;
1639
1640                 available += objects;
1641                 if (!object) {
1642                         c->page = page;
1643                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1644                         object = t;
1645                 } else {
1646                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1647                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1648                 }
1649                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1650                         || available > s->cpu_partial / 2)
1651                         break;
1652
1653         }
1654         spin_unlock(&n->list_lock);
1655         return object;
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1660  */
1661 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1662                 struct kmem_cache_cpu *c)
1663 {
1664 #ifdef CONFIG_NUMA
1665         struct zonelist *zonelist;
1666         struct zoneref *z;
1667         struct zone *zone;
1668         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1669         void *object;
1670         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1671
1672         /*
1673          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1674          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1675          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1676          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1677          *
1678          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1679          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1680          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1681          * from other nodes and filled up.
1682          *
1683          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1684          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1685          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1686          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1687          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1688          * with available objects.
1689          */
1690         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1691                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1692                 return NULL;
1693
1694         do {
1695                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1696                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1697                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1698                         struct kmem_cache_node *n;
1699
1700                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1701
1702                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1703                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1704                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1705                                 if (object) {
1706                                         /*
1707                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1708                                          * here - if mems_allowed was updated in
1709                                          * parallel, that was a harmless race
1710                                          * between allocation and the cpuset
1711                                          * update
1712                                          */
1713                                         return object;
1714                                 }
1715                         }
1716                 }
1717         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1718 #endif
1719         return NULL;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Get a partial page, lock it and return it.
1724  */
1725 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1726                 struct kmem_cache_cpu *c)
1727 {
1728         void *object;
1729         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1730
1731         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1732         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1733                 return object;
1734
1735         return get_any_partial(s, flags, c);
1736 }
1737
1738 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1739 /*
1740  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1741  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1742  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1743  */
1744 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1745 #else
1746 /*
1747  * No preemption supported therefore also no need to check for
1748  * different cpus.
1749  */
1750 #define TID_STEP 1
1751 #endif
1752
1753 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1754 {
1755         return tid + TID_STEP;
1756 }
1757
1758 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1759 {
1760         return tid % TID_STEP;
1761 }
1762
1763 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1764 {
1765         return tid / TID_STEP;
1766 }
1767
1768 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1769 {
1770         return cpu;
1771 }
1772
1773 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1774                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1775 {
1776 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1777         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1778
1779         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1780
1781 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1782         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1783                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1784                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1785         else
1786 #endif
1787         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1788                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1789                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1790         else
1791                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1792                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1793 #endif
1794         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1795 }
1796
1797 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1798 {
1799         int cpu;
1800
1801         for_each_possible_cpu(cpu)
1802                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1803 }
1804
1805 /*
1806  * Remove the cpu slab
1807  */
1808 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1809                                 void *freelist)
1810 {
1811         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1812         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1813         int lock = 0;
1814         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1815         void *nextfree;
1816         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1817         struct page new;
1818         struct page old;
1819
1820         if (page->freelist) {
1821                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1822                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1823         }
1824
1825         /*
1826          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1827          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1828          * last one.
1829          *
1830          * There is no need to take the list->lock because the page
1831          * is still frozen.
1832          */
1833         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1834                 void *prior;
1835                 unsigned long counters;
1836
1837                 do {
1838                         prior = page->freelist;
1839                         counters = page->counters;
1840                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1841                         new.counters = counters;
1842                         new.inuse--;
1843                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1844
1845                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1846                         prior, counters,
1847                         freelist, new.counters,
1848                         "drain percpu freelist"));
1849
1850                 freelist = nextfree;
1851         }
1852
1853         /*
1854          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1855          * list presence reflects the actual number of objects
1856          * during unfreeze.
1857          *
1858          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1859          * with the count. If there is a mismatch then the page
1860          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1861          *
1862          * Then we restart the process which may have to remove
1863          * the page from the list that we just put it on again
1864          * because the number of objects in the slab may have
1865          * changed.
1866          */
1867 redo:
1868
1869         old.freelist = page->freelist;
1870         old.counters = page->counters;
1871         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1872
1873         /* Determine target state of the slab */
1874         new.counters = old.counters;
1875         if (freelist) {
1876                 new.inuse--;
1877                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1878                 new.freelist = freelist;
1879         } else
1880                 new.freelist = old.freelist;
1881
1882         new.frozen = 0;
1883
1884         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1885                 m = M_FREE;
1886         else if (new.freelist) {
1887                 m = M_PARTIAL;
1888                 if (!lock) {
1889                         lock = 1;
1890                         /*
1891                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1892                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1893                          * is frozen
1894                          */
1895                         spin_lock(&n->list_lock);
1896                 }
1897         } else {
1898                 m = M_FULL;
1899                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1900                         lock = 1;
1901                         /*
1902                          * This also ensures that the scanning of full
1903                          * slabs from diagnostic functions will not see
1904                          * any frozen slabs.
1905                          */
1906                         spin_lock(&n->list_lock);
1907                 }
1908         }
1909
1910         if (l != m) {
1911
1912                 if (l == M_PARTIAL)
1913
1914                         remove_partial(n, page);
1915
1916                 else if (l == M_FULL)
1917
1918                         remove_full(s, n, page);
1919
1920                 if (m == M_PARTIAL) {
1921
1922                         add_partial(n, page, tail);
1923                         stat(s, tail);
1924
1925                 } else if (m == M_FULL) {
1926
1927                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1928                         add_full(s, n, page);
1929
1930                 }
1931         }
1932
1933         l = m;
1934         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1935                                 old.freelist, old.counters,
1936                                 new.freelist, new.counters,
1937                                 "unfreezing slab"))
1938                 goto redo;
1939
1940         if (lock)
1941                 spin_unlock(&n->list_lock);
1942
1943         if (m == M_FREE) {
1944                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1945                 discard_slab(s, page);
1946                 stat(s, FREE_SLAB);
1947         }
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1952  *
1953  * This function must be called with interrupts disabled
1954  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1955  * to guarantee no concurrent accesses).
1956  */
1957 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1958                 struct kmem_cache_cpu *c)
1959 {
1960 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1961         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1962         struct page *page, *discard_page = NULL;
1963
1964         while ((page = c->partial)) {
1965                 struct page new;
1966                 struct page old;
1967
1968                 c->partial = page->next;
1969
1970                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1971                 if (n != n2) {
1972                         if (n)
1973                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1974
1975                         n = n2;
1976                         spin_lock(&n->list_lock);
1977                 }
1978
1979                 do {
1980
1981                         old.freelist = page->freelist;
1982                         old.counters = page->counters;
1983                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1984
1985                         new.counters = old.counters;
1986                         new.freelist = old.freelist;
1987
1988                         new.frozen = 0;
1989
1990                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1991                                 old.freelist, old.counters,
1992                                 new.freelist, new.counters,
1993                                 "unfreezing slab"));
1994
1995                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1996                         page->next = discard_page;
1997                         discard_page = page;
1998                 } else {
1999                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2000                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2001                 }
2002         }
2003
2004         if (n)
2005                 spin_unlock(&n->list_lock);
2006
2007         while (discard_page) {
2008                 page = discard_page;
2009                 discard_page = discard_page->next;
2010
2011                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2012                 discard_slab(s, page);
2013                 stat(s, FREE_SLAB);
2014         }
2015 #endif
2016 }
2017
2018 /*
2019  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2020  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2021  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2022  * onto a random cpus partial slot.
2023  *
2024  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2025  * per node partial list.
2026  */
2027 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2028 {
2029 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2030         struct page *oldpage;
2031         int pages;
2032         int pobjects;
2033
2034         do {
2035                 pages = 0;
2036                 pobjects = 0;
2037                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2038
2039                 if (oldpage) {
2040                         pobjects = oldpage->pobjects;
2041                         pages = oldpage->pages;
2042                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2043                                 unsigned long flags;
2044                                 /*
2045                                  * partial array is full. Move the existing
2046                                  * set to the per node partial list.
2047                                  */
2048                                 local_irq_save(flags);
2049                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2050                                 local_irq_restore(flags);
2051                                 oldpage = NULL;
2052                                 pobjects = 0;
2053                                 pages = 0;
2054                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2055                         }
2056                 }
2057
2058                 pages++;
2059                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2060
2061                 page->pages = pages;
2062                 page->pobjects = pobjects;
2063                 page->next = oldpage;
2064
2065         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2066                                                                 != oldpage);
2067 #endif
2068 }
2069
2070 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2071 {
2072         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2073         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2074
2075         c->tid = next_tid(c->tid);
2076         c->page = NULL;
2077         c->freelist = NULL;
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Flush cpu slab.
2082  *
2083  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2084  */
2085 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2086 {
2087         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2088
2089         if (likely(c)) {
2090                 if (c->page)
2091                         flush_slab(s, c);
2092
2093                 unfreeze_partials(s, c);
2094         }
2095 }
2096
2097 static void flush_cpu_slab(void *d)
2098 {
2099         struct kmem_cache *s = d;
2100
2101         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2102 }
2103
2104 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2105 {
2106         struct kmem_cache *s = info;
2107         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2108
2109         return c->page || c->partial;
2110 }
2111
2112 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2113 {
2114         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2119  * locality expectations.
2120  */
2121 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2122 {
2123 #ifdef CONFIG_NUMA
2124         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2125                 return 0;
2126 #endif
2127         return 1;
2128 }
2129
2130 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2131 static int count_free(struct page *page)
2132 {
2133         return page->objects - page->inuse;
2134 }
2135
2136 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2137 {
2138         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2139 }
2140 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2141
2142 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2143 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2144                                         int (*get_count)(struct page *))
2145 {
2146         unsigned long flags;
2147         unsigned long x = 0;
2148         struct page *page;
2149
2150         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2151         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2152                 x += get_count(page);
2153         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2154         return x;
2155 }
2156 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2157
2158 static noinline void
2159 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2160 {
2161 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2162         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2163                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2164         int node;
2165
2166         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2167                 return;
2168
2169         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2170                 nid, gfpflags);
2171         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2172                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2173                 oo_order(s->min));
2174
2175         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2176                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2177                         s->name);
2178
2179         for_each_online_node(node) {
2180                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2181                 unsigned long nr_slabs;
2182                 unsigned long nr_objs;
2183                 unsigned long nr_free;
2184
2185                 if (!n)
2186                         continue;
2187
2188                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2189                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2190                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2191
2192                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2193                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2194         }
2195 #endif
2196 }
2197
2198 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2199                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2200 {
2201         void *freelist;
2202         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2203         struct page *page;
2204
2205         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2206
2207         if (freelist)
2208                 return freelist;
2209
2210         page = new_slab(s, flags, node);
2211         if (page) {
2212                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2213                 if (c->page)
2214                         flush_slab(s, c);
2215
2216                 /*
2217                  * No other reference to the page yet so we can
2218                  * muck around with it freely without cmpxchg
2219                  */
2220                 freelist = page->freelist;
2221                 page->freelist = NULL;
2222
2223                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2224                 c->page = page;
2225                 *pc = c;
2226         } else
2227                 freelist = NULL;
2228
2229         return freelist;
2230 }
2231
2232 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2233 {
2234         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2235                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2236
2237         return true;
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2242  * per cpu freelist or deactivate the page.
2243  *
2244  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2245  *
2246  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2247  *
2248  * This function must be called with interrupt disabled.
2249  */
2250 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2251 {
2252         struct page new;
2253         unsigned long counters;
2254         void *freelist;
2255
2256         do {
2257                 freelist = page->freelist;
2258                 counters = page->counters;
2259
2260                 new.counters = counters;
2261                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2262
2263                 new.inuse = page->objects;
2264                 new.frozen = freelist != NULL;
2265
2266         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2267                 freelist, counters,
2268                 NULL, new.counters,
2269                 "get_freelist"));
2270
2271         return freelist;
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2276  * debugging duties.
2277  *
2278  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2279  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2280  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2281  *
2282  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2283  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2284  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2285  *
2286  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2287  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2288  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2289  */
2290 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2291                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2292 {
2293         void *freelist;
2294         struct page *page;
2295         unsigned long flags;
2296
2297         local_irq_save(flags);
2298 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2299         /*
2300          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2301          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2302          * pointer.
2303          */
2304         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2305 #endif
2306
2307         page = c->page;
2308         if (!page)
2309                 goto new_slab;
2310 redo:
2311
2312         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2313                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2314                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2315                 c->page = NULL;
2316                 c->freelist = NULL;
2317                 goto new_slab;
2318         }
2319
2320         /*
2321          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2322          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2323          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2324          */
2325         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2326                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2327                 c->page = NULL;
2328                 c->freelist = NULL;
2329                 goto new_slab;
2330         }
2331
2332         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2333         freelist = c->freelist;
2334         if (freelist)
2335                 goto load_freelist;
2336
2337         freelist = get_freelist(s, page);
2338
2339         if (!freelist) {
2340                 c->page = NULL;
2341                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2342                 goto new_slab;
2343         }
2344
2345         stat(s, ALLOC_REFILL);
2346
2347 load_freelist:
2348         /*
2349          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2350          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2351          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2352          */
2353         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2354         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2355         c->tid = next_tid(c->tid);
2356         local_irq_restore(flags);
2357         return freelist;
2358
2359 new_slab:
2360
2361         if (c->partial) {
2362                 page = c->page = c->partial;
2363                 c->partial = page->next;
2364                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2365                 c->freelist = NULL;
2366                 goto redo;
2367         }
2368
2369         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2370
2371         if (unlikely(!freelist)) {
2372                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2373                 local_irq_restore(flags);
2374                 return NULL;
2375         }
2376
2377         page = c->page;
2378         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2379                 goto load_freelist;
2380
2381         /* Only entered in the debug case */
2382         if (kmem_cache_debug(s) &&
2383                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2384                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2385
2386         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2387         c->page = NULL;
2388         c->freelist = NULL;
2389         local_irq_restore(flags);
2390         return freelist;
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2395  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2396  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2397  *
2398  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2399  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2400  *
2401  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2402  */
2403 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2404                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2405 {
2406         void **object;
2407         struct kmem_cache_cpu *c;
2408         struct page *page;
2409         unsigned long tid;
2410
2411         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2412                 return NULL;
2413
2414         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2415 redo:
2416         /*
2417          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2418          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2419          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2420          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2421          *
2422          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2423          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2424          * on a different processor between the determination of the pointer
2425          * and the retrieval of the tid.
2426          */
2427         preempt_disable();
2428         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2429
2430         /*
2431          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2432          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2433          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2434          * linked list in between.
2435          */
2436         tid = c->tid;
2437         preempt_enable();
2438
2439         object = c->freelist;
2440         page = c->page;
2441         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2442                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2443                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2444         } else {
2445                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2446
2447                 /*
2448                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2449                  * operation and if we are on the right processor.
2450                  *
2451                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2452                  * semantics!)
2453                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2454                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2455                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2456                  *
2457                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2458                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2459                  * other cpus.
2460                  */
2461                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2462                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2463                                 object, tid,
2464                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2465
2466                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2467                         goto redo;
2468                 }
2469                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2470                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2471         }
2472
2473         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2474                 memset(object, 0, s->object_size);
2475
2476         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2477
2478         return object;
2479 }
2480
2481 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2482                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2483 {
2484         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2485 }
2486
2487 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2488 {
2489         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2490
2491         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2492                                 s->size, gfpflags);
2493
2494         return ret;
2495 }
2496 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2497
2498 #ifdef CONFIG_TRACING
2499 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2500 {
2501         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2502         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2503         return ret;
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2506 #endif
2507
2508 #ifdef CONFIG_NUMA
2509 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2510 {
2511         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2512
2513         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2514                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2515
2516         return ret;
2517 }
2518 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2519
2520 #ifdef CONFIG_TRACING
2521 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2522                                     gfp_t gfpflags,
2523                                     int node, size_t size)
2524 {
2525         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2526
2527         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2528                            size, s->size, gfpflags, node);
2529         return ret;
2530 }
2531 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2532 #endif
2533 #endif
2534
2535 /*
2536  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2537  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2538  *
2539  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2540  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2541  * handling required then we can return immediately.
2542  */
2543 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2544                         void *x, unsigned long addr)
2545 {
2546         void *prior;
2547         void **object = (void *)x;
2548         int was_frozen;
2549         struct page new;
2550         unsigned long counters;
2551         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2552         unsigned long uninitialized_var(flags);
2553
2554         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2555
2556         if (kmem_cache_debug(s) &&
2557                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2558                 return;
2559
2560         do {
2561                 if (unlikely(n)) {
2562                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2563                         n = NULL;
2564                 }
2565                 prior = page->freelist;
2566                 counters = page->counters;
2567                 set_freepointer(s, object, prior);
2568                 new.counters = counters;
2569                 was_frozen = new.frozen;
2570                 new.inuse--;
2571                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2572
2573                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2574
2575                                 /*
2576                                  * Slab was on no list before and will be
2577                                  * partially empty
2578                                  * We can defer the list move and instead
2579                                  * freeze it.
2580                                  */
2581                                 new.frozen = 1;
2582
2583                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2584
2585                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2586                                 /*
2587                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2588                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2589                                  * drop the list_lock without any processing.
2590                                  *
2591                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2592                                  * other processors updating the list of slabs.
2593                                  */
2594                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2595
2596                         }
2597                 }
2598
2599         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2600                 prior, counters,
2601                 object, new.counters,
2602                 "__slab_free"));
2603
2604         if (likely(!n)) {
2605
2606                 /*
2607                  * If we just froze the page then put it onto the
2608                  * per cpu partial list.
2609                  */
2610                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2611                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2612                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2613                 }
2614                 /*
2615                  * The list lock was not taken therefore no list
2616                  * activity can be necessary.
2617                  */
2618                 if (was_frozen)
2619                         stat(s, FREE_FROZEN);
2620                 return;
2621         }
2622
2623         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2624                 goto slab_empty;
2625
2626         /*
2627          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2628          * then add it.
2629          */
2630         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2631                 if (kmem_cache_debug(s))
2632                         remove_full(s, n, page);
2633                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2634                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2635         }
2636         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2637         return;
2638
2639 slab_empty:
2640         if (prior) {
2641                 /*
2642                  * Slab on the partial list.
2643                  */
2644                 remove_partial(n, page);
2645                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2646         } else {
2647                 /* Slab must be on the full list */
2648                 remove_full(s, n, page);
2649         }
2650
2651         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2652         stat(s, FREE_SLAB);
2653         discard_slab(s, page);
2654 }
2655
2656 /*
2657  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2658  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2659  *
2660  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2661  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2662  * the item before.
2663  *
2664  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2665  * with all sorts of special processing.
2666  */
2667 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2668                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2669 {
2670         void **object = (void *)x;
2671         struct kmem_cache_cpu *c;
2672         unsigned long tid;
2673
2674         slab_free_hook(s, x);
2675
2676 redo:
2677         /*
2678          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2679          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2680          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2681          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2682          */
2683         preempt_disable();
2684         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2685
2686         tid = c->tid;
2687         preempt_enable();
2688
2689         if (likely(page == c->page)) {
2690                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2691
2692                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2693                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2694                                 c->freelist, tid,
2695                                 object, next_tid(tid)))) {
2696
2697                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2698                         goto redo;
2699                 }
2700                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2701         } else
2702                 __slab_free(s, page, x, addr);
2703
2704 }
2705
2706 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2707 {
2708         s = cache_from_obj(s, x);
2709         if (!s)
2710                 return;
2711         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2712         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2713 }
2714 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2715
2716 /*
2717  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2718  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2719  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2720  * another.
2721  *
2722  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2723  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2724  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2725  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2726  * locking overhead.
2727  */
2728
2729 /*
2730  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2731  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2732  * and increases the number of allocations possible without having to
2733  * take the list_lock.
2734  */
2735 static int slub_min_order;
2736 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2737 static int slub_min_objects;
2738
2739 /*
2740  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2741  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2742  */
2743 static int slub_nomerge;
2744
2745 /*
2746  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2747  *
2748  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2749  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2750  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2751  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2752  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2753  * would be wasted.
2754  *
2755  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2756  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2757  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2758  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2759  *
2760  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2761  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2762  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2763  * of space in favor of a small page order.
2764  *
2765  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2766  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2767  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2768  * the smallest order which will fit the object.
2769  */
2770 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2771                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2772 {
2773         int order;
2774         int rem;
2775         int min_order = slub_min_order;
2776
2777         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2778                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2779
2780         for (order = max(min_order,
2781                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2782                         order <= max_order; order++) {
2783
2784                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2785
2786                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2787                         continue;
2788
2789                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2790
2791                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2792                         break;
2793
2794         }
2795
2796         return order;
2797 }
2798
2799 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2800 {
2801         int order;
2802         int min_objects;
2803         int fraction;
2804         int max_objects;
2805
2806         /*
2807          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2808          * works by first attempting to generate a layout with
2809          * the best configuration and backing off gradually.
2810          *
2811          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2812          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2813          */
2814         min_objects = slub_min_objects;
2815         if (!min_objects)
2816                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2817         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2818         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2819
2820         while (min_objects > 1) {
2821                 fraction = 16;
2822                 while (fraction >= 4) {
2823                         order = slab_order(size, min_objects,
2824                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2825                         if (order <= slub_max_order)
2826                                 return order;
2827                         fraction /= 2;
2828                 }
2829                 min_objects--;
2830         }
2831
2832         /*
2833          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2834          * lets see if we can place a single object there.
2835          */
2836         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2837         if (order <= slub_max_order)
2838                 return order;
2839
2840         /*
2841          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2842          */
2843         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2844         if (order < MAX_ORDER)
2845                 return order;
2846         return -ENOSYS;
2847 }
2848
2849 static void
2850 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2851 {
2852         n->nr_partial = 0;
2853         spin_lock_init(&n->list_lock);
2854         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2855 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2856         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2857         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2858         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2859 #endif
2860 }
2861
2862 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2863 {
2864         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2865                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2866
2867         /*
2868          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2869          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2870          */
2871         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2872                                      2 * sizeof(void *));
2873
2874         if (!s->cpu_slab)
2875                 return 0;
2876
2877         init_kmem_cache_cpus(s);
2878
2879         return 1;
2880 }
2881
2882 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2883
2884 /*
2885  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2886  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2887  * possible.
2888  *
2889  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2890  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2891  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2892  */
2893 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2894 {
2895         struct page *page;
2896         struct kmem_cache_node *n;
2897
2898         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2899
2900         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2901
2902         BUG_ON(!page);
2903         if (page_to_nid(page) != node) {
2904                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
2905                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
2906         }
2907
2908         n = page->freelist;
2909         BUG_ON(!n);
2910         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2911         page->inuse = 1;
2912         page->frozen = 0;
2913         kmem_cache_node->node[node] = n;
2914 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2915         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2916         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2917 #endif
2918         init_kmem_cache_node(n);
2919         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2920
2921         /*
2922          * No locks need to be taken here as it has just been
2923          * initialized and there is no concurrent access.
2924          */
2925         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2926 }
2927
2928 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2929 {
2930         int node;
2931
2932         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2933                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2934
2935                 if (n)
2936                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2937
2938                 s->node[node] = NULL;
2939         }
2940 }
2941
2942 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2943 {
2944         int node;
2945
2946         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2947                 struct kmem_cache_node *n;
2948
2949                 if (slab_state == DOWN) {
2950                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2951                         continue;
2952                 }
2953                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2954                                                 GFP_KERNEL, node);
2955
2956                 if (!n) {
2957                         free_kmem_cache_nodes(s);
2958                         return 0;
2959                 }
2960
2961                 s->node[node] = n;
2962                 init_kmem_cache_node(n);
2963         }
2964         return 1;
2965 }
2966
2967 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2968 {
2969         if (min < MIN_PARTIAL)
2970                 min = MIN_PARTIAL;
2971         else if (min > MAX_PARTIAL)
2972                 min = MAX_PARTIAL;
2973         s->min_partial = min;
2974 }
2975
2976 /*
2977  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2978  * a slab object.
2979  */
2980 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2981 {
2982         unsigned long flags = s->flags;
2983         unsigned long size = s->object_size;
2984         int order;
2985
2986         /*
2987          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2988          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2989          * the possible location of the free pointer.
2990          */
2991         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2992
2993 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2994         /*
2995          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2996          * the slab may touch the object after free or before allocation
2997          * then we should never poison the object itself.
2998          */
2999         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3000                         !s->ctor)
3001                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3002         else
3003                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3004
3005
3006         /*
3007          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3008          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3009          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3010          */
3011         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3012                 size += sizeof(void *);
3013 #endif
3014
3015         /*
3016          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3017          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3018          */
3019         s->inuse = size;
3020
3021         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3022                 s->ctor)) {
3023                 /*
3024                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3025                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3026                  * kmem_cache_free.
3027                  *
3028                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3029                  * destructor or are poisoning the objects.
3030                  */
3031                 s->offset = size;
3032                 size += sizeof(void *);
3033         }
3034
3035 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3036         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3037                 /*
3038                  * Need to store information about allocs and frees after
3039                  * the object.
3040                  */
3041                 size += 2 * sizeof(struct track);
3042
3043         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3044                 /*
3045                  * Add some empty padding so that we can catch
3046                  * overwrites from earlier objects rather than let
3047                  * tracking information or the free pointer be
3048                  * corrupted if a user writes before the start
3049                  * of the object.
3050                  */
3051                 size += sizeof(void *);
3052 #endif
3053
3054         /*
3055          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3056          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3057          * each object to conform to the alignment.
3058          */
3059         size = ALIGN(size, s->align);
3060         s->size = size;
3061         if (forced_order >= 0)
3062                 order = forced_order;
3063         else
3064                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3065
3066         if (order < 0)
3067                 return 0;
3068
3069         s->allocflags = 0;
3070         if (order)
3071                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3072
3073         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3074                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3075
3076         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3077                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3078
3079         /*
3080          * Determine the number of objects per slab
3081          */
3082         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3083         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3084         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3085                 s->max = s->oo;
3086
3087         return !!oo_objects(s->oo);
3088 }
3089
3090 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3091 {
3092         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3093         s->reserved = 0;
3094
3095         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3096                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3097
3098         if (!calculate_sizes(s, -1))
3099                 goto error;
3100         if (disable_higher_order_debug) {
3101                 /*
3102                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3103                  * order increased.
3104                  */
3105                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3106                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3107                         s->offset = 0;
3108                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3109                                 goto error;
3110                 }
3111         }
3112
3113 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3114     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3115         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3116                 /* Enable fast mode */
3117                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3118 #endif
3119
3120         /*
3121          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3122          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3123          */
3124         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3125
3126         /*
3127          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3128          * per cpu partial lists of a processor.
3129          *
3130          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3131          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3132          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3133          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3134          *
3135          * This setting also determines
3136          *
3137          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3138          *    per node list when we reach the limit.
3139          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3140          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3141          *    50% to keep some capacity around for frees.
3142          */
3143         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3144                 s->cpu_partial = 0;
3145         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3146                 s->cpu_partial = 2;
3147         else if (s->size >= 1024)
3148                 s->cpu_partial = 6;
3149         else if (s->size >= 256)
3150                 s->cpu_partial = 13;
3151         else
3152                 s->cpu_partial = 30;
3153
3154 #ifdef CONFIG_NUMA
3155         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3156 #endif
3157         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3158                 goto error;
3159
3160         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3161                 return 0;
3162
3163         free_kmem_cache_nodes(s);
3164 error:
3165         if (flags & SLAB_PANIC)
3166                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3167                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3168                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3169                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3170         return -EINVAL;
3171 }
3172
3173 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3174                                                         const char *text)
3175 {
3176 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3177         void *addr = page_address(page);
3178         void *p;
3179         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3180                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3181         if (!map)
3182                 return;
3183         slab_err(s, page, text, s->name);
3184         slab_lock(page);
3185
3186         get_map(s, page, map);
3187         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3188
3189                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3190                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3191                         print_tracking(s, p);
3192                 }
3193         }
3194         slab_unlock(page);
3195         kfree(map);
3196 #endif
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3201  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3202  * using the cache, but we still have to lock for lockdep's sake.
3203  */
3204 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3205 {
3206         struct page *page, *h;
3207
3208         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3209         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3210                 if (!page->inuse) {
3211                         __remove_partial(n, page);
3212                         discard_slab(s, page);
3213                 } else {
3214                         list_slab_objects(s, page,
3215                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3216                 }
3217         }
3218         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3219 }
3220
3221 /*
3222  * Release all resources used by a slab cache.
3223  */
3224 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3225 {
3226         int node;
3227
3228         flush_all(s);
3229         /* Attempt to free all objects */
3230         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3231                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3232
3233                 free_partial(s, n);
3234                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3235                         return 1;
3236         }
3237         free_percpu(s->cpu_slab);
3238         free_kmem_cache_nodes(s);
3239         return 0;
3240 }
3241
3242 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3243 {
3244         return kmem_cache_close(s);
3245 }
3246
3247 /********************************************************************
3248  *              Kmalloc subsystem
3249  *******************************************************************/
3250
3251 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3252 {
3253         get_option(&str, &slub_min_order);
3254
3255         return 1;
3256 }
3257
3258 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3259
3260 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3261 {
3262         get_option(&str, &slub_max_order);
3263         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3264
3265         return 1;
3266 }
3267
3268 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3269
3270 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3271 {
3272         get_option(&str, &slub_min_objects);
3273
3274         return 1;
3275 }
3276
3277 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3278
3279 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3280 {
3281         slub_nomerge = 1;
3282         return 1;
3283 }
3284
3285 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3286
3287 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3288 {
3289         struct kmem_cache *s;
3290         void *ret;
3291
3292         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3293                 return kmalloc_large(size, flags);
3294
3295         s = kmalloc_slab(size, flags);
3296
3297         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3298                 return s;
3299
3300         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3301
3302         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3303
3304         return ret;
3305 }
3306 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3307
3308 #ifdef CONFIG_NUMA
3309 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3310 {
3311         struct page *page;
3312         void *ptr = NULL;
3313
3314         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3315         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3316         if (page)
3317                 ptr = page_address(page);
3318
3319         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3320         return ptr;
3321 }
3322
3323 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3324 {
3325         struct kmem_cache *s;
3326         void *ret;
3327
3328         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3329                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3330
3331                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3332                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3333                                    flags, node);
3334
3335                 return ret;
3336         }
3337
3338         s = kmalloc_slab(size, flags);
3339
3340         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3341                 return s;
3342
3343         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3344
3345         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3346
3347         return ret;
3348 }
3349 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3350 #endif
3351
3352 size_t ksize(const void *object)
3353 {
3354         struct page *page;
3355
3356         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3357                 return 0;
3358
3359         page = virt_to_head_page(object);
3360
3361         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3362                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3363                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3364         }
3365
3366         return slab_ksize(page->slab_cache);
3367 }
3368 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3369
3370 void kfree(const void *x)
3371 {
3372         struct page *page;
3373         void *object = (void *)x;
3374
3375         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3376
3377         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3378                 return;
3379
3380         page = virt_to_head_page(x);
3381         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3382                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3383                 kfree_hook(x);
3384                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3385                 return;
3386         }
3387         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3388 }
3389 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3390
3391 /*
3392  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3393  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3394  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3395  * and thus they can be removed from the partial lists.
3396  *
3397  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3398  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3399  * are freed in them.
3400  */
3401 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3402 {
3403         int node;
3404         int i;
3405         struct kmem_cache_node *n;
3406         struct page *page;
3407         struct page *t;
3408         int objects = oo_objects(s->max);
3409         struct list_head *slabs_by_inuse =
3410                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3411         unsigned long flags;
3412
3413         if (!slabs_by_inuse)
3414                 return -ENOMEM;
3415
3416         flush_all(s);
3417         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3418                 n = get_node(s, node);
3419
3420                 if (!n->nr_partial)
3421                         continue;
3422
3423                 for (i = 0; i < objects; i++)
3424                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3425
3426                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3427
3428                 /*
3429                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3430                  *
3431                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3432                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3433                  */
3434                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3435                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3436                         if (!page->inuse)
3437                                 n->nr_partial--;
3438                 }
3439
3440                 /*
3441                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3442                  * first and the least used slabs at the end.
3443                  */
3444                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3445                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3446
3447                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3448
3449                 /* Release empty slabs */
3450                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3451                         discard_slab(s, page);
3452         }
3453
3454         kfree(slabs_by_inuse);
3455         return 0;
3456 }
3457
3458 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3459 {
3460         struct kmem_cache *s;
3461
3462         mutex_lock(&slab_mutex);
3463         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3464                 __kmem_cache_shrink(s);
3465         mutex_unlock(&slab_mutex);
3466
3467         return 0;
3468 }
3469
3470 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3471 {
3472         struct kmem_cache_node *n;
3473         struct kmem_cache *s;
3474         struct memory_notify *marg = arg;
3475         int offline_node;
3476
3477         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3478
3479         /*
3480          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3481          * for it yet.
3482          */
3483         if (offline_node < 0)
3484                 return;
3485
3486         mutex_lock(&slab_mutex);
3487         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3488                 n = get_node(s, offline_node);
3489                 if (n) {
3490                         /*
3491                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3492                          * that is going down. We were unable to free them,
3493                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3494                          * callback. So, we must fail.
3495                          */
3496                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3497
3498                         s->node[offline_node] = NULL;
3499                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3500                 }
3501         }
3502         mutex_unlock(&slab_mutex);
3503 }
3504
3505 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3506 {
3507         struct kmem_cache_node *n;
3508         struct kmem_cache *s;
3509         struct memory_notify *marg = arg;
3510         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3511         int ret = 0;
3512
3513         /*
3514          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3515          * already created. Nothing to do.
3516          */
3517         if (nid < 0)
3518                 return 0;
3519
3520         /*
3521          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3522          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3523          * online.
3524          */
3525         mutex_lock(&slab_mutex);
3526         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3527                 /*
3528                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3529                  *      since memory is not yet available from the node that
3530                  *      is brought up.
3531                  */
3532                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3533                 if (!n) {
3534                         ret = -ENOMEM;
3535                         goto out;
3536                 }
3537                 init_kmem_cache_node(n);
3538                 s->node[nid] = n;
3539         }
3540 out:
3541         mutex_unlock(&slab_mutex);
3542         return ret;
3543 }
3544
3545 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3546                                 unsigned long action, void *arg)
3547 {
3548         int ret = 0;
3549
3550         switch (action) {
3551         case MEM_GOING_ONLINE:
3552                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3553                 break;
3554         case MEM_GOING_OFFLINE:
3555                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3556                 break;
3557         case MEM_OFFLINE:
3558         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3559                 slab_mem_offline_callback(arg);
3560                 break;
3561         case MEM_ONLINE:
3562         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3563                 break;
3564         }
3565         if (ret)
3566                 ret = notifier_from_errno(ret);
3567         else
3568                 ret = NOTIFY_OK;
3569         return ret;
3570 }
3571
3572 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3573         .notifier_call = slab_memory_callback,
3574         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3575 };
3576
3577 /********************************************************************
3578  *                      Basic setup of slabs
3579  *******************************************************************/
3580
3581 /*
3582  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3583  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3584  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3585  */
3586
3587 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3588 {
3589         int node;
3590         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3591
3592         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3593
3594         /*
3595          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3596          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3597          * IPIs around.
3598          */
3599         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3600         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3601                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3602                 struct page *p;
3603
3604                 if (n) {
3605                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3606                                 p->slab_cache = s;
3607
3608 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3609                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3610                                 p->slab_cache = s;
3611 #endif
3612                 }
3613         }
3614         list_add(&s->list, &slab_caches);
3615         return s;
3616 }
3617
3618 void __init kmem_cache_init(void)
3619 {
3620         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3621                 boot_kmem_cache_node;
3622
3623         if (debug_guardpage_minorder())
3624                 slub_max_order = 0;
3625
3626         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3627         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3628
3629         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3630                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3631
3632         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3633
3634         /* Able to allocate the per node structures */
3635         slab_state = PARTIAL;
3636
3637         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3638                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3639                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3640                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3641
3642         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3643
3644         /*
3645          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3646          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3647          * update any list pointers.
3648          */
3649         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3650
3651         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3652         create_kmalloc_caches(0);
3653
3654 #ifdef CONFIG_SMP
3655         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3656 #endif
3657
3658         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3659                 cache_line_size(),
3660                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3661                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3662 }
3663
3664 void __init kmem_cache_init_late(void)
3665 {
3666 }
3667
3668 /*
3669  * Find a mergeable slab cache
3670  */
3671 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3672 {
3673         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3674                 return 1;
3675
3676         if (!is_root_cache(s))
3677                 return 1;
3678
3679         if (s->ctor)
3680                 return 1;
3681
3682         /*
3683          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3684          */
3685         if (s->refcount < 0)
3686                 return 1;
3687
3688         return 0;
3689 }
3690
3691 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size, size_t align,
3692                 unsigned long flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
3693 {
3694         struct kmem_cache *s;
3695
3696         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3697                 return NULL;
3698
3699         if (ctor)
3700                 return NULL;
3701
3702         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3703         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3704         size = ALIGN(size, align);
3705         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3706
3707         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3708                 if (slab_unmergeable(s))
3709                         continue;
3710
3711                 if (size > s->size)
3712                         continue;
3713
3714                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3715                         continue;
3716                 /*
3717                  * Check if alignment is compatible.
3718                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3719                  */
3720                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3721                         continue;
3722
3723                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3724                         continue;
3725
3726                 return s;
3727         }
3728         return NULL;
3729 }
3730
3731 struct kmem_cache *
3732 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3733                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3734 {
3735         struct kmem_cache *s;
3736
3737         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3738         if (s) {
3739                 int i;
3740                 struct kmem_cache *c;
3741
3742                 s->refcount++;
3743
3744                 /*
3745                  * Adjust the object sizes so that we clear
3746                  * the complete object on kzalloc.
3747                  */
3748                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3749                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3750
3751                 for_each_memcg_cache_index(i) {
3752                         c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3753                         if (!c)
3754                                 continue;
3755                         c->object_size = s->object_size;
3756                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3757                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3758                 }
3759
3760                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3761                         s->refcount--;
3762                         s = NULL;
3763                 }
3764         }
3765
3766         return s;
3767 }
3768
3769 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3770 {
3771         int err;
3772
3773         err = kmem_cache_open(s, flags);
3774         if (err)
3775                 return err;
3776
3777         /* Mutex is not taken during early boot */
3778         if (slab_state <= UP)
3779                 return 0;
3780
3781         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3782         err = sysfs_slab_add(s);
3783         if (err)
3784                 kmem_cache_close(s);
3785
3786         return err;
3787 }
3788
3789 #ifdef CONFIG_SMP
3790 /*
3791  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3792  * necessary.
3793  */
3794 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3795                 unsigned long action, void *hcpu)
3796 {
3797         long cpu = (long)hcpu;
3798         struct kmem_cache *s;
3799         unsigned long flags;
3800
3801         switch (action) {
3802         case CPU_UP_CANCELED:
3803         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3804         case CPU_DEAD:
3805         case CPU_DEAD_FROZEN:
3806                 mutex_lock(&slab_mutex);
3807                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3808                         local_irq_save(flags);
3809                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3810                         local_irq_restore(flags);
3811                 }
3812                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3813                 break;
3814         default:
3815                 break;
3816         }
3817         return NOTIFY_OK;
3818 }
3819
3820 static struct notifier_block slab_notifier = {
3821         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3822 };
3823
3824 #endif
3825
3826 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3827 {
3828         struct kmem_cache *s;
3829         void *ret;
3830
3831         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3832                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3833
3834         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3835
3836         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3837                 return s;
3838
3839         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3840
3841         /* Honor the call site pointer we received. */
3842         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3843
3844         return ret;
3845 }
3846
3847 #ifdef CONFIG_NUMA
3848 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3849                                         int node, unsigned long caller)
3850 {
3851         struct kmem_cache *s;
3852         void *ret;
3853
3854         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3855                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3856
3857                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3858                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3859                                    gfpflags, node);
3860
3861                 return ret;
3862         }
3863
3864         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3865
3866         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3867                 return s;
3868
3869         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3870
3871         /* Honor the call site pointer we received. */
3872         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3873
3874         return ret;
3875 }
3876 #endif
3877
3878 #ifdef CONFIG_SYSFS
3879 static int count_inuse(struct page *page)
3880 {
3881         return page->inuse;
3882 }
3883
3884 static int count_total(struct page *page)
3885 {
3886         return page->objects;
3887 }
3888 #endif
3889
3890 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3891 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3892                                                 unsigned long *map)
3893 {
3894         void *p;
3895         void *addr = page_address(page);
3896
3897         if (!check_slab(s, page) ||
3898                         !on_freelist(s, page, NULL))
3899                 return 0;
3900
3901         /* Now we know that a valid freelist exists */
3902         bitmap_zero(map, page->objects);
3903
3904         get_map(s, page, map);
3905         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3906                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3907                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3908                                 return 0;
3909         }
3910
3911         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3912                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3913                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3914                                 return 0;
3915         return 1;
3916 }
3917
3918 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3919                                                 unsigned long *map)
3920 {
3921         slab_lock(page);
3922         validate_slab(s, page, map);
3923         slab_unlock(page);
3924 }
3925
3926 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3927                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3928 {
3929         unsigned long count = 0;
3930         struct page *page;
3931         unsigned long flags;
3932
3933         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3934
3935         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3936                 validate_slab_slab(s, page, map);
3937                 count++;
3938         }
3939         if (count != n->nr_partial)
3940                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3941                        s->name, count, n->nr_partial);
3942
3943         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3944                 goto out;
3945
3946         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3947                 validate_slab_slab(s, page, map);
3948                 count++;
3949         }
3950         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3951                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
3952                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3953
3954 out:
3955         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3956         return count;
3957 }
3958
3959 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3960 {
3961         int node;
3962         unsigned long count = 0;
3963         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3964                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3965
3966         if (!map)
3967                 return -ENOMEM;
3968
3969         flush_all(s);
3970         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3971                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3972
3973                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3974         }
3975         kfree(map);
3976         return count;
3977 }
3978 /*
3979  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3980  * and freed.
3981  */
3982
3983 struct location {
3984         unsigned long count;
3985         unsigned long addr;
3986         long long sum_time;
3987         long min_time;
3988         long max_time;
3989         long min_pid;
3990         long max_pid;
3991         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3992         nodemask_t nodes;
3993 };
3994
3995 struct loc_track {
3996         unsigned long max;
3997         unsigned long count;
3998         struct location *loc;
3999 };
4000
4001 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4002 {
4003         if (t->max)
4004                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4005                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4006 }
4007
4008 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4009 {
4010         struct location *l;
4011         int order;
4012
4013         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4014
4015         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4016         if (!l)
4017                 return 0;
4018
4019         if (t->count) {
4020                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4021                 free_loc_track(t);
4022         }
4023         t->max = max;
4024         t->loc = l;
4025         return 1;
4026 }
4027
4028 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4029                                 const struct track *track)
4030 {
4031         long start, end, pos;
4032         struct location *l;
4033         unsigned long caddr;
4034         unsigned long age = jiffies - track->when;
4035
4036         start = -1;
4037         end = t->count;
4038
4039         for ( ; ; ) {
4040                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4041
4042                 /*
4043                  * There is nothing at "end". If we end up there
4044                  * we need to add something to before end.
4045                  */
4046                 if (pos == end)
4047                         break;
4048
4049                 caddr = t->loc[pos].addr;
4050                 if (track->addr == caddr) {
4051
4052                         l = &t->loc[pos];
4053                         l->count++;
4054                         if (track->when) {
4055                                 l->sum_time += age;
4056                                 if (age < l->min_time)
4057                                         l->min_time = age;
4058                                 if (age > l->max_time)
4059                                         l->max_time = age;
4060
4061                                 if (track->pid < l->min_pid)
4062                                         l->min_pid = track->pid;
4063                                 if (track->pid > l->max_pid)
4064                                         l->max_pid = track->pid;
4065
4066                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4067                                                 to_cpumask(l->cpus));
4068                         }
4069                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4070                         return 1;
4071                 }
4072
4073                 if (track->addr < caddr)
4074                         end = pos;
4075                 else
4076                         start = pos;
4077         }
4078
4079         /*
4080          * Not found. Insert new tracking element.
4081          */
4082         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4083                 return 0;
4084
4085         l = t->loc + pos;
4086         if (pos < t->count)
4087                 memmove(l + 1, l,
4088                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4089         t->count++;
4090         l->count = 1;
4091         l->addr = track->addr;
4092         l->sum_time = age;
4093         l->min_time = age;
4094         l->max_time = age;
4095         l->min_pid = track->pid;
4096         l->max_pid = track->pid;
4097         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4098         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4099         nodes_clear(l->nodes);
4100         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4101         return 1;
4102 }
4103
4104 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4105                 struct page *page, enum track_item alloc,
4106                 unsigned long *map)
4107 {
4108         void *addr = page_address(page);
4109         void *p;
4110
4111         bitmap_zero(map, page->objects);
4112         get_map(s, page, map);
4113
4114         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4115                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4116                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4117 }
4118
4119 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4120                                         enum track_item alloc)
4121 {
4122         int len = 0;
4123         unsigned long i;
4124         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4125         int node;
4126         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4127                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4128
4129         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4130                                      GFP_TEMPORARY)) {
4131                 kfree(map);
4132                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4133         }
4134         /* Push back cpu slabs */
4135         flush_all(s);
4136
4137         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4138                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4139                 unsigned long flags;
4140                 struct page *page;
4141
4142                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4143                         continue;
4144
4145                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4146                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4147                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4148                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4149                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4150                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4151         }
4152
4153         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4154                 struct location *l = &t.loc[i];
4155
4156                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4157                         break;
4158                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4159
4160                 if (l->addr)
4161                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4162                 else
4163                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4164
4165                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4166                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4167                                 l->min_time,
4168                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4169                                 l->max_time);
4170                 } else
4171                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4172                                 l->min_time);
4173
4174                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4175                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4176                                 l->min_pid, l->max_pid);
4177                 else
4178                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4179                                 l->min_pid);
4180
4181                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4182                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4183                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4184                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4185                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4186                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4187                                                  to_cpumask(l->cpus));
4188                 }
4189
4190                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4191                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4192                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4193                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4194                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4195                                                   l->nodes);
4196                 }
4197
4198                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4199         }
4200
4201         free_loc_track(&t);
4202         kfree(map);
4203         if (!t.count)
4204                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4205         return len;
4206 }
4207 #endif
4208
4209 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4210 static void resiliency_test(void)
4211 {
4212         u8 *p;
4213
4214         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4215
4216         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4217         pr_err("-----------------------\n");
4218         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4219
4220         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4221         p[16] = 0x12;
4222         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4223                p + 16);
4224
4225         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4226
4227         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4228         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4229         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4230         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4231                p);
4232         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4233
4234         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4235         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4236         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4237         *p = 0x56;
4238         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4239                p);
4240         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4241         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4242
4243         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4244         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4245         kfree(p);
4246         *p = 0x78;
4247         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4248         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4249
4250         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4251         kfree(p);
4252         p[50] = 0x9a;
4253         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4254         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4255
4256         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4257         kfree(p);
4258         p[512] = 0xab;
4259         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4260         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4261 }
4262 #else
4263 #ifdef CONFIG_SYSFS
4264 static void resiliency_test(void) {};
4265 #endif
4266 #endif
4267
4268 #ifdef CONFIG_SYSFS
4269 enum slab_stat_type {
4270         SL_ALL,                 /* All slabs */
4271         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4272         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4273         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4274         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4275 };
4276
4277 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4278 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4279 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4280 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4281 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4282
4283 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4284                             char *buf, unsigned long flags)
4285 {
4286         unsigned long total = 0;
4287         int node;
4288         int x;
4289         unsigned long *nodes;
4290
4291         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4292         if (!nodes)
4293                 return -ENOMEM;
4294
4295         if (flags & SO_CPU) {
4296                 int cpu;
4297
4298                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4299                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4300                                                                cpu);
4301                         int node;
4302                         struct page *page;
4303
4304                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4305                         if (!page)
4306                                 continue;
4307
4308                         node = page_to_nid(page);
4309                         if (flags & SO_TOTAL)
4310                                 x = page->objects;
4311                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4312                                 x = page->inuse;
4313                         else
4314                                 x = 1;
4315
4316                         total += x;
4317                         nodes[node] += x;
4318
4319                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4320                         if (page) {
4321                                 node = page_to_nid(page);
4322                                 if (flags & SO_TOTAL)
4323                                         WARN_ON_ONCE(1);
4324                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4325                                         WARN_ON_ONCE(1);
4326                                 else
4327                                         x = page->pages;
4328                                 total += x;
4329                                 nodes[node] += x;
4330                         }
4331                 }
4332         }
4333
4334         get_online_mems();
4335 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4336         if (flags & SO_ALL) {
4337                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4338                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4339
4340                         if (flags & SO_TOTAL)
4341                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4342                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4343                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4344                                         count_partial(n, count_free);
4345                         else
4346                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4347                         total += x;
4348                         nodes[node] += x;
4349                 }
4350
4351         } else
4352 #endif
4353         if (flags & SO_PARTIAL) {
4354                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4355                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4356
4357                         if (flags & SO_TOTAL)
4358                                 x = count_partial(n, count_total);
4359                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4360                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4361                         else
4362                                 x = n->nr_partial;
4363                         total += x;
4364                         nodes[node] += x;
4365                 }
4366         }
4367         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4368 #ifdef CONFIG_NUMA
4369         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4370                 if (nodes[node])
4371                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4372                                         node, nodes[node]);
4373 #endif
4374         put_online_mems();
4375         kfree(nodes);
4376         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4377 }
4378
4379 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4380 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4381 {
4382         int node;
4383
4384         for_each_online_node(node) {
4385                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4386
4387                 if (!n)
4388                         continue;
4389
4390                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4391                         return 1;
4392         }
4393         return 0;
4394 }
4395 #endif
4396
4397 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4398 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4399
4400 struct slab_attribute {
4401         struct attribute attr;
4402         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4403         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4404 };
4405
4406 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4407         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4408         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4409
4410 #define SLAB_ATTR(_name) \
4411         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4412         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4413
4414 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4415 {
4416         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4417 }
4418 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4419
4420 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4421 {
4422         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4423 }
4424 SLAB_ATTR_RO(align);
4425
4426 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4427 {
4428         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4429 }
4430 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4431
4432 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4433 {
4434         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4435 }
4436 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4437
4438 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4439                                 const char *buf, size_t length)
4440 {
4441         unsigned long order;
4442         int err;
4443
4444         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4445         if (err)
4446                 return err;
4447
4448         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4449                 return -EINVAL;
4450
4451         calculate_sizes(s, order);
4452         return length;
4453 }
4454
4455 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4456 {
4457         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4458 }
4459 SLAB_ATTR(order);
4460
4461 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4462 {
4463         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4464 }
4465
4466 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4467                                  size_t length)
4468 {
4469         unsigned long min;
4470         int err;
4471
4472         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4473         if (err)
4474                 return err;
4475
4476         set_min_partial(s, min);
4477         return length;
4478 }
4479 SLAB_ATTR(min_partial);
4480
4481 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4482 {
4483         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4484 }
4485
4486 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4487                                  size_t length)
4488 {
4489         unsigned long objects;
4490         int err;
4491
4492         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4493         if (err)
4494                 return err;
4495         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4496                 return -EINVAL;
4497
4498         s->cpu_partial = objects;
4499         flush_all(s);
4500         return length;
4501 }
4502 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4503
4504 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4505 {
4506         if (!s->ctor)
4507                 return 0;
4508         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4509 }
4510 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4511
4512 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4513 {
4514         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4515 }
4516 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4517
4518 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4519 {
4520         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4521 }
4522 SLAB_ATTR_RO(partial);
4523
4524 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4525 {
4526         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4527 }
4528 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4529
4530 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4531 {
4532         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4533 }
4534 SLAB_ATTR_RO(objects);
4535
4536 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4537 {
4538         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4539 }
4540 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4541
4542 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4543 {
4544         int objects = 0;
4545         int pages = 0;
4546         int cpu;
4547         int len;
4548
4549         for_each_online_cpu(cpu) {
4550                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4551
4552                 if (page) {
4553                         pages += page->pages;
4554                         objects += page->pobjects;
4555                 }
4556         }
4557
4558         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4559
4560 #ifdef CONFIG_SMP
4561         for_each_online_cpu(cpu) {
4562                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4563
4564                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4565                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4566                                 page->pobjects, page->pages);
4567         }
4568 #endif
4569         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4570 }
4571 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4572
4573 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4574 {
4575         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4576 }
4577
4578 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4579                                 const char *buf, size_t length)
4580 {
4581         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4582         if (buf[0] == '1')
4583                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4584         return length;
4585 }
4586 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4587
4588 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4589 {
4590         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4591 }
4592 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4593
4594 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4595 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4596 {
4597         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4598 }
4599 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4600 #endif
4601
4602 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4603 {
4604         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4605 }
4606 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4607
4608 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4609 {
4610         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4611 }
4612 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4613
4614 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4615 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4616 {
4617         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4618 }
4619 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4620
4621 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4622 {
4623         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4624 }
4625 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4626
4627 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4628 {
4629         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4630 }
4631
4632 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4633                                 const char *buf, size_t length)
4634 {
4635         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4636         if (buf[0] == '1') {
4637                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4638                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4639         }
4640         return length;
4641 }
4642 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4643
4644 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4645 {
4646         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4647 }
4648
4649 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4650                                                         size_t length)
4651 {
4652         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4653         if (buf[0] == '1') {
4654                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4655                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4656         }
4657         return length;
4658 }
4659 SLAB_ATTR(trace);
4660
4661 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4662 {
4663         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4664 }
4665
4666 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4667                                 const char *buf, size_t length)
4668 {
4669         if (any_slab_objects(s))
4670                 return -EBUSY;
4671
4672         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4673         if (buf[0] == '1') {
4674                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4675                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4676         }
4677         calculate_sizes(s, -1);
4678         return length;
4679 }
4680 SLAB_ATTR(red_zone);
4681
4682 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4683 {
4684         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4685 }
4686
4687 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4688                                 const char *buf, size_t length)
4689 {
4690         if (any_slab_objects(s))
4691                 return -EBUSY;
4692
4693         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4694         if (buf[0] == '1') {
4695                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4696                 s->flags |= SLAB_POISON;
4697         }
4698         calculate_sizes(s, -1);
4699         return length;
4700 }
4701 SLAB_ATTR(poison);
4702
4703 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4704 {
4705         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4706 }
4707
4708 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4709                                 const char *buf, size_t length)
4710 {
4711         if (any_slab_objects(s))
4712                 return -EBUSY;
4713
4714         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4715         if (buf[0] == '1') {
4716                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4717                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4718         }
4719         calculate_sizes(s, -1);
4720         return length;
4721 }
4722 SLAB_ATTR(store_user);
4723
4724 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4725 {
4726         return 0;
4727 }
4728
4729 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4730                         const char *buf, size_t length)
4731 {
4732         int ret = -EINVAL;
4733
4734         if (buf[0] == '1') {
4735                 ret = validate_slab_cache(s);
4736                 if (ret >= 0)
4737                         ret = length;
4738         }
4739         return ret;
4740 }
4741 SLAB_ATTR(validate);
4742
4743 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4744 {
4745         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4746                 return -ENOSYS;
4747         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4748 }
4749 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4750
4751 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4752 {
4753         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4754                 return -ENOSYS;
4755         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4756 }
4757 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4758 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4759
4760 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4761 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4762 {
4763         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4764 }
4765
4766 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4767                                                         size_t length)
4768 {
4769         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4770         if (buf[0] == '1')
4771                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4772         return length;
4773 }
4774 SLAB_ATTR(failslab);
4775 #endif
4776
4777 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4778 {
4779         return 0;
4780 }
4781
4782 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4783                         const char *buf, size_t length)
4784 {
4785         if (buf[0] == '1') {
4786                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4787
4788                 if (rc)
4789                         return rc;
4790         } else
4791                 return -EINVAL;
4792         return length;
4793 }
4794 SLAB_ATTR(shrink);
4795
4796 #ifdef CONFIG_NUMA
4797 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4798 {
4799         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4800 }
4801
4802 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4803                                 const char *buf, size_t length)
4804 {
4805         unsigned long ratio;
4806         int err;
4807
4808         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4809         if (err)
4810                 return err;
4811
4812         if (ratio <= 100)
4813                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4814
4815         return length;
4816 }
4817 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4818 #endif
4819
4820 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4821 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4822 {
4823         unsigned long sum  = 0;
4824         int cpu;
4825         int len;
4826         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4827
4828         if (!data)
4829                 return -ENOMEM;
4830
4831         for_each_online_cpu(cpu) {
4832                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4833
4834                 data[cpu] = x;
4835                 sum += x;
4836         }
4837
4838         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4839
4840 #ifdef CONFIG_SMP
4841         for_each_online_cpu(cpu) {
4842                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4843                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4844         }
4845 #endif
4846         kfree(data);
4847         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4848 }
4849
4850 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4851 {
4852         int cpu;
4853
4854         for_each_online_cpu(cpu)
4855                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4856 }
4857
4858 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4859 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4860 {                                                               \
4861         return show_stat(s, buf, si);                           \
4862 }                                                               \
4863 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4864                                 const char *buf, size_t length) \
4865 {                                                               \
4866         if (buf[0] != '0')                                      \
4867                 return -EINVAL;                                 \
4868         clear_stat(s, si);                                      \
4869         return length;                                          \
4870 }                                                               \
4871 SLAB_ATTR(text);                                                \
4872
4873 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4874 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4875 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4876 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4877 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4878 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4879 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4880 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4881 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4882 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4883 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4884 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4885 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4886 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4887 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4888 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4889 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4890 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4891 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4892 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4893 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4894 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4895 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4896 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4897 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4898 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4899 #endif
4900
4901 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4902         &slab_size_attr.attr,
4903         &object_size_attr.attr,
4904         &objs_per_slab_attr.attr,
4905         &order_attr.attr,
4906         &min_partial_attr.attr,
4907         &cpu_partial_attr.attr,
4908         &objects_attr.attr,
4909         &objects_partial_attr.attr,
4910         &partial_attr.attr,
4911         &cpu_slabs_attr.attr,
4912         &ctor_attr.attr,
4913         &aliases_attr.attr,
4914         &align_attr.attr,
4915         &hwcache_align_attr.attr,
4916         &reclaim_account_attr.attr,
4917         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4918         &shrink_attr.attr,
4919         &reserved_attr.attr,
4920         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4921 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4922         &total_objects_attr.attr,
4923         &slabs_attr.attr,
4924         &sanity_checks_attr.attr,
4925         &trace_attr.attr,
4926         &red_zone_attr.attr,
4927         &poison_attr.attr,
4928         &store_user_attr.attr,
4929         &validate_attr.attr,
4930         &alloc_calls_attr.attr,
4931         &free_calls_attr.attr,
4932 #endif
4933 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4934         &cache_dma_attr.attr,
4935 #endif
4936 #ifdef CONFIG_NUMA
4937         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4938 #endif
4939 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4940         &alloc_fastpath_attr.attr,
4941         &alloc_slowpath_attr.attr,
4942         &free_fastpath_attr.attr,
4943         &free_slowpath_attr.attr,
4944         &free_frozen_attr.attr,
4945         &free_add_partial_attr.attr,
4946         &free_remove_partial_attr.attr,
4947         &alloc_from_partial_attr.attr,
4948         &alloc_slab_attr.attr,
4949         &alloc_refill_attr.attr,
4950         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4951         &free_slab_attr.attr,
4952         &cpuslab_flush_attr.attr,
4953         &deactivate_full_attr.attr,
4954         &deactivate_empty_attr.attr,
4955         &deactivate_to_head_attr.attr,
4956         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4957         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4958         &deactivate_bypass_attr.attr,
4959         &order_fallback_attr.attr,
4960         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4961         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4962         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4963         &cpu_partial_free_attr.attr,
4964         &cpu_partial_node_attr.attr,
4965         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4966 #endif
4967 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4968         &failslab_attr.attr,
4969 #endif
4970
4971         NULL
4972 };
4973
4974 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4975         .attrs = slab_attrs,
4976 };
4977
4978 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4979                                 struct attribute *attr,
4980                                 char *buf)
4981 {
4982         struct slab_attribute *attribute;
4983         struct kmem_cache *s;
4984         int err;
4985
4986         attribute = to_slab_attr(attr);
4987         s = to_slab(kobj);
4988
4989         if (!attribute->show)
4990                 return -EIO;
4991
4992         err = attribute->show(s, buf);
4993
4994         return err;
4995 }
4996
4997 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4998                                 struct attribute *attr,
4999                                 const char *buf, size_t len)
5000 {
5001         struct slab_attribute *attribute;
5002         struct kmem_cache *s;
5003         int err;
5004
5005         attribute = to_slab_attr(attr);
5006         s = to_slab(kobj);
5007
5008         if (!attribute->store)
5009                 return -EIO;
5010
5011         err = attribute->store(s, buf, len);
5012 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5013         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5014                 int i;
5015
5016                 mutex_lock(&slab_mutex);
5017                 if (s->max_attr_size < len)
5018                         s->max_attr_size = len;
5019
5020                 /*
5021                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5022                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5023                  * basically because not all attributes will have a well
5024                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5025                  * have permanent effects.
5026                  *
5027                  * Returning the error value of any of the children that fail
5028                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5029                  * error code won't be able to know anything about the state of
5030                  * the cache.
5031                  *
5032                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5033                  * has well defined semantics. The cache being written to
5034                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5035                  * through the descendants with best-effort propagation.
5036                  */
5037                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5038                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
5039                         if (c)
5040                                 attribute->store(c, buf, len);
5041                 }
5042                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5043         }
5044 #endif
5045         return err;
5046 }
5047
5048 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5049 {
5050 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5051         int i;
5052         char *buffer = NULL;
5053         struct kmem_cache *root_cache;
5054
5055         if (is_root_cache(s))
5056                 return;
5057
5058         root_cache = s->memcg_params->root_cache;
5059
5060         /*
5061          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5062          * in copying default values around
5063          */
5064         if (!root_cache->max_attr_size)
5065                 return;
5066
5067         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5068                 char mbuf[64];
5069                 char *buf;
5070                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5071
5072                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5073                         continue;
5074
5075                 /*
5076                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5077                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5078                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5079                  *
5080                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5081                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5082                  * theoretically happen.
5083                  */
5084                 if (buffer)
5085                         buf = buffer;
5086                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5087                         buf = mbuf;
5088                 else {
5089                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5090                         if (WARN_ON(!buffer))
5091                                 continue;
5092                         buf = buffer;
5093                 }
5094
5095                 attr->show(root_cache, buf);
5096                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5097         }
5098
5099         if (buffer)
5100                 free_page((unsigned long)buffer);
5101 #endif
5102 }
5103
5104 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5105 {
5106         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5107 }
5108
5109 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5110         .show = slab_attr_show,
5111         .store = slab_attr_store,
5112 };
5113
5114 static struct kobj_type slab_ktype = {
5115         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5116         .release = kmem_cache_release,
5117 };
5118
5119 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5120 {
5121         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5122
5123         if (ktype == &slab_ktype)
5124                 return 1;
5125         return 0;
5126 }
5127
5128 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5129         .filter = uevent_filter,
5130 };
5131
5132 static struct kset *slab_kset;
5133
5134 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5135 {
5136 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5137         if (!is_root_cache(s))
5138                 return s->memcg_params->root_cache->memcg_kset;
5139 #endif
5140         return slab_kset;
5141 }
5142
5143 #define ID_STR_LENGTH 64
5144
5145 /* Create a unique string id for a slab cache:
5146  *
5147  * Format       :[flags-]size
5148  */
5149 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5150 {
5151         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5152         char *p = name;
5153
5154         BUG_ON(!name);
5155
5156         *p++ = ':';
5157         /*
5158          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5159          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5160          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5161          * are matched during merging to guarantee that the id is
5162          * unique.
5163          */
5164         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5165                 *p++ = 'd';
5166         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5167                 *p++ = 'a';
5168         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5169                 *p++ = 'F';
5170         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5171                 *p++ = 't';
5172         if (p != name + 1)
5173                 *p++ = '-';
5174         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5175
5176 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5177         if (!is_root_cache(s))
5178                 p += sprintf(p, "-%08d",
5179                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5180 #endif
5181
5182         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5183         return name;
5184 }
5185
5186 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5187 {
5188         int err;
5189         const char *name;
5190         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5191
5192         if (unmergeable) {
5193                 /*
5194                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5195                  * This is typically the case for debug situations. In that
5196                  * case we can catch duplicate names easily.
5197                  */
5198                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5199                 name = s->name;
5200         } else {
5201                 /*
5202                  * Create a unique name for the slab as a target
5203                  * for the symlinks.
5204                  */
5205                 name = create_unique_id(s);
5206         }
5207
5208         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5209         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5210         if (err)
5211                 goto out_put_kobj;
5212
5213         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5214         if (err)
5215                 goto out_del_kobj;
5216
5217 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5218         if (is_root_cache(s)) {
5219                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5220                 if (!s->memcg_kset) {
5221                         err = -ENOMEM;
5222                         goto out_del_kobj;
5223                 }
5224         }
5225 #endif
5226
5227         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5228         if (!unmergeable) {
5229                 /* Setup first alias */
5230                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5231         }
5232 out:
5233         if (!unmergeable)
5234                 kfree(name);
5235         return err;
5236 out_del_kobj:
5237         kobject_del(&s->kobj);
5238 out_put_kobj:
5239         kobject_put(&s->kobj);
5240         goto out;
5241 }
5242
5243 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5244 {
5245         if (slab_state < FULL)
5246                 /*
5247                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5248                  * cache from sysfs.
5249                  */
5250                 return;
5251
5252 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5253         kset_unregister(s->memcg_kset);
5254 #endif
5255         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5256         kobject_del(&s->kobj);
5257         kobject_put(&s->kobj);
5258 }
5259
5260 /*
5261  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5262  * available lest we lose that information.
5263  */
5264 struct saved_alias {
5265         struct kmem_cache *s;
5266         const char *name;
5267         struct saved_alias *next;
5268 };
5269
5270 static struct saved_alias *alias_list;
5271
5272 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5273 {
5274         struct saved_alias *al;
5275
5276         if (slab_state == FULL) {
5277                 /*
5278                  * If we have a leftover link then remove it.
5279                  */
5280                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5281                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5282         }
5283
5284         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5285         if (!al)
5286                 return -ENOMEM;
5287
5288         al->s = s;
5289         al->name = name;
5290         al->next = alias_list;
5291         alias_list = al;
5292         return 0;
5293 }
5294
5295 static int __init slab_sysfs_init(void)
5296 {
5297         struct kmem_cache *s;
5298         int err;
5299
5300         mutex_lock(&slab_mutex);
5301
5302         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5303         if (!slab_kset) {
5304                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5305                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5306                 return -ENOSYS;
5307         }
5308
5309         slab_state = FULL;
5310
5311         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5312                 err = sysfs_slab_add(s);
5313                 if (err)
5314                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5315                                s->name);
5316         }
5317
5318         while (alias_list) {
5319                 struct saved_alias *al = alias_list;
5320
5321                 alias_list = alias_list->next;
5322                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5323                 if (err)
5324                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5325                                al->name);
5326                 kfree(al);
5327         }
5328
5329         mutex_unlock(&slab_mutex);
5330         resiliency_test();
5331         return 0;
5332 }
5333
5334 __initcall(slab_sysfs_init);
5335 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5336
5337 /*
5338  * The /proc/slabinfo ABI
5339  */
5340 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5341 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5342 {
5343         unsigned long nr_slabs = 0;
5344         unsigned long nr_objs = 0;
5345         unsigned long nr_free = 0;
5346         int node;
5347
5348         for_each_online_node(node) {
5349                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5350
5351                 if (!n)
5352                         continue;
5353
5354                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5355                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5356                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5357         }
5358
5359         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5360         sinfo->num_objs = nr_objs;
5361         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5362         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5363         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5364         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5365 }
5366
5367 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5368 {
5369 }
5370
5371 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5372                        size_t count, loff_t *ppos)
5373 {
5374         return -EIO;
5375 }
5376 #endif /* CONFIG_SLABINFO */