]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slub.c
slub: relax CMPXCHG consistency restrictions
[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/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
130         return !kmem_cache_debug(s);
131 #else
132         return false;
133 #endif
134 }
135
136 /*
137  * Issues still to be resolved:
138  *
139  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
140  *
141  * - Variable sizing of the per node arrays
142  */
143
144 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
145 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
146
147 /* Enable to log cmpxchg failures */
148 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
149
150 /*
151  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
152  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
153  */
154 #define MIN_PARTIAL 5
155
156 /*
157  * Maximum number of desirable partial slabs.
158  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
159  * sort the partial list by the number of objects in use.
160  */
161 #define MAX_PARTIAL 10
162
163 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
164                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
165
166 /*
167  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
168  * issues when checking or reading debug information
169  */
170 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
171                                 SLAB_TRACE)
172
173
174 /*
175  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
176  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
177  * metadata.
178  */
179 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
180
181 #define OO_SHIFT        16
182 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
183 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
184
185 /* Internal SLUB flags */
186 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
187 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
188
189 #ifdef CONFIG_SMP
190 static struct notifier_block slab_notifier;
191 #endif
192
193 /*
194  * Tracking user of a slab.
195  */
196 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
197 struct track {
198         unsigned long addr;     /* Called from address */
199 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
200         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
201 #endif
202         int cpu;                /* Was running on cpu */
203         int pid;                /* Pid context */
204         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
205 };
206
207 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
208
209 #ifdef CONFIG_SYSFS
210 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
211 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
212 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
213 #else
214 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
215 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
216                                                         { return 0; }
217 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
218 #endif
219
220 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         /*
224          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
225          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
226          */
227         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
228 #endif
229 }
230
231 /********************************************************************
232  *                      Core slab cache functions
233  *******************************************************************/
234
235 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
236 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
237                                 struct page *page, const void *object)
238 {
239         void *base;
240
241         if (!object)
242                 return 1;
243
244         base = page_address(page);
245         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
246                 (object - base) % s->size) {
247                 return 0;
248         }
249
250         return 1;
251 }
252
253 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
254 {
255         return *(void **)(object + s->offset);
256 }
257
258 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
259 {
260         prefetch(object + s->offset);
261 }
262
263 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
264 {
265         void *p;
266
267 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
268         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
269 #else
270         p = get_freepointer(s, object);
271 #endif
272         return p;
273 }
274
275 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
276 {
277         *(void **)(object + s->offset) = fp;
278 }
279
280 /* Loop over all objects in a slab */
281 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
282         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
283                         __p += (__s)->size)
284
285 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
286         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
287                         __p += (__s)->size, __idx++)
288
289 /* Determine object index from a given position */
290 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
291 {
292         return (p - addr) / s->size;
293 }
294
295 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
296 {
297         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
298 }
299
300 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
301                 unsigned long size, int reserved)
302 {
303         struct kmem_cache_order_objects x = {
304                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
305         };
306
307         return x;
308 }
309
310 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
311 {
312         return x.x >> OO_SHIFT;
313 }
314
315 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
316 {
317         return x.x & OO_MASK;
318 }
319
320 /*
321  * Per slab locking using the pagelock
322  */
323 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
324 {
325         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
326         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
327 }
328
329 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
330 {
331         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
332         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
333 }
334
335 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
336 {
337         struct page tmp;
338         tmp.counters = counters_new;
339         /*
340          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
341          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
342          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
343          * be careful and only assign to the fields we need.
344          */
345         page->frozen  = tmp.frozen;
346         page->inuse   = tmp.inuse;
347         page->objects = tmp.objects;
348 }
349
350 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
351 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
352                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
353                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
354                 const char *n)
355 {
356         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
357 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
358     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
359         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
360                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
361                                    freelist_old, counters_old,
362                                    freelist_new, counters_new))
363                         return true;
364         } else
365 #endif
366         {
367                 slab_lock(page);
368                 if (page->freelist == freelist_old &&
369                                         page->counters == counters_old) {
370                         page->freelist = freelist_new;
371                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
372                         slab_unlock(page);
373                         return true;
374                 }
375                 slab_unlock(page);
376         }
377
378         cpu_relax();
379         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
380
381 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
382         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
383 #endif
384
385         return false;
386 }
387
388 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
389                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
390                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
391                 const char *n)
392 {
393 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
394     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
395         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
396                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
397                                    freelist_old, counters_old,
398                                    freelist_new, counters_new))
399                         return true;
400         } else
401 #endif
402         {
403                 unsigned long flags;
404
405                 local_irq_save(flags);
406                 slab_lock(page);
407                 if (page->freelist == freelist_old &&
408                                         page->counters == counters_old) {
409                         page->freelist = freelist_new;
410                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
411                         slab_unlock(page);
412                         local_irq_restore(flags);
413                         return true;
414                 }
415                 slab_unlock(page);
416                 local_irq_restore(flags);
417         }
418
419         cpu_relax();
420         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
421
422 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
423         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
424 #endif
425
426         return false;
427 }
428
429 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
430 /*
431  * Determine a map of object in use on a page.
432  *
433  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
434  * not vanish from under us.
435  */
436 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
437 {
438         void *p;
439         void *addr = page_address(page);
440
441         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
442                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
443 }
444
445 /*
446  * Debug settings:
447  */
448 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
449 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
450 #elif defined(CONFIG_KASAN)
451 static int slub_debug = SLAB_STORE_USER;
452 #else
453 static int slub_debug;
454 #endif
455
456 static char *slub_debug_slabs;
457 static int disable_higher_order_debug;
458
459 /*
460  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
461  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
462  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
463  * to tell kasan that these accesses are OK.
464  */
465 static inline void metadata_access_enable(void)
466 {
467         kasan_disable_current();
468 }
469
470 static inline void metadata_access_disable(void)
471 {
472         kasan_enable_current();
473 }
474
475 /*
476  * Object debugging
477  */
478 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
479 {
480         metadata_access_enable();
481         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
482                         length, 1);
483         metadata_access_disable();
484 }
485
486 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
487         enum track_item alloc)
488 {
489         struct track *p;
490
491         if (s->offset)
492                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
493         else
494                 p = object + s->inuse;
495
496         return p + alloc;
497 }
498
499 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
500                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
501 {
502         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
503
504         if (addr) {
505 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
506                 struct stack_trace trace;
507                 int i;
508
509                 trace.nr_entries = 0;
510                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
511                 trace.entries = p->addrs;
512                 trace.skip = 3;
513                 metadata_access_enable();
514                 save_stack_trace(&trace);
515                 metadata_access_disable();
516
517                 /* See rant in lockdep.c */
518                 if (trace.nr_entries != 0 &&
519                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
520                         trace.nr_entries--;
521
522                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
523                         p->addrs[i] = 0;
524 #endif
525                 p->addr = addr;
526                 p->cpu = smp_processor_id();
527                 p->pid = current->pid;
528                 p->when = jiffies;
529         } else
530                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
531 }
532
533 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
534 {
535         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
536                 return;
537
538         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
539         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
540 }
541
542 static void print_track(const char *s, struct track *t)
543 {
544         if (!t->addr)
545                 return;
546
547         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
548                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
549 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
550         {
551                 int i;
552                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
553                         if (t->addrs[i])
554                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
555                         else
556                                 break;
557         }
558 #endif
559 }
560
561 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
562 {
563         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
564                 return;
565
566         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
567         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
568 }
569
570 static void print_page_info(struct page *page)
571 {
572         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
573                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
574
575 }
576
577 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
578 {
579         struct va_format vaf;
580         va_list args;
581
582         va_start(args, fmt);
583         vaf.fmt = fmt;
584         vaf.va = &args;
585         pr_err("=============================================================================\n");
586         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
587         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
588
589         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
590         va_end(args);
591 }
592
593 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
594 {
595         struct va_format vaf;
596         va_list args;
597
598         va_start(args, fmt);
599         vaf.fmt = fmt;
600         vaf.va = &args;
601         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
602         va_end(args);
603 }
604
605 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
606 {
607         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
608         u8 *addr = page_address(page);
609
610         print_tracking(s, p);
611
612         print_page_info(page);
613
614         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
615                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
616
617         if (p > addr + 16)
618                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
619
620         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
621                                 PAGE_SIZE));
622         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
623                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
624                         s->inuse - s->object_size);
625
626         if (s->offset)
627                 off = s->offset + sizeof(void *);
628         else
629                 off = s->inuse;
630
631         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
632                 off += 2 * sizeof(struct track);
633
634         if (off != s->size)
635                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
636                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
637
638         dump_stack();
639 }
640
641 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
642                         u8 *object, char *reason)
643 {
644         slab_bug(s, "%s", reason);
645         print_trailer(s, page, object);
646 }
647
648 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
649                         const char *fmt, ...)
650 {
651         va_list args;
652         char buf[100];
653
654         va_start(args, fmt);
655         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
656         va_end(args);
657         slab_bug(s, "%s", buf);
658         print_page_info(page);
659         dump_stack();
660 }
661
662 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
663 {
664         u8 *p = object;
665
666         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
667                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
668                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
669         }
670
671         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
672                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
673 }
674
675 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
676                                                 void *from, void *to)
677 {
678         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
679         memset(from, data, to - from);
680 }
681
682 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
683                         u8 *object, char *what,
684                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
685 {
686         u8 *fault;
687         u8 *end;
688
689         metadata_access_enable();
690         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
691         metadata_access_disable();
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         metadata_access_enable();
785         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
786         metadata_access_disable();
787         if (!fault)
788                 return 1;
789         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
790                 end--;
791
792         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
793         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
794
795         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
796         return 0;
797 }
798
799 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
800                                         void *object, u8 val)
801 {
802         u8 *p = object;
803         u8 *endobject = object + s->object_size;
804
805         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
806                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
807                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
808                         return 0;
809         } else {
810                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
811                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
812                                 endobject, POISON_INUSE,
813                                 s->inuse - s->object_size);
814                 }
815         }
816
817         if (s->flags & SLAB_POISON) {
818                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
819                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
820                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
821                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
822                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
823                         return 0;
824                 /*
825                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
826                  */
827                 check_pad_bytes(s, page, p);
828         }
829
830         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
831                 /*
832                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
833                  * freepointer while object is allocated.
834                  */
835                 return 1;
836
837         /* Check free pointer validity */
838         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
839                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
840                 /*
841                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
842                  * of the free objects in this slab. May cause
843                  * another error because the object count is now wrong.
844                  */
845                 set_freepointer(s, p, NULL);
846                 return 0;
847         }
848         return 1;
849 }
850
851 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
852 {
853         int maxobj;
854
855         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
856
857         if (!PageSlab(page)) {
858                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
859                 return 0;
860         }
861
862         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
863         if (page->objects > maxobj) {
864                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
865                         page->objects, maxobj);
866                 return 0;
867         }
868         if (page->inuse > page->objects) {
869                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
870                         page->inuse, page->objects);
871                 return 0;
872         }
873         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
874         slab_pad_check(s, page);
875         return 1;
876 }
877
878 /*
879  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
880  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
881  */
882 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
883 {
884         int nr = 0;
885         void *fp;
886         void *object = NULL;
887         int max_objects;
888
889         fp = page->freelist;
890         while (fp && nr <= page->objects) {
891                 if (fp == search)
892                         return 1;
893                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
894                         if (object) {
895                                 object_err(s, page, object,
896                                         "Freechain corrupt");
897                                 set_freepointer(s, object, NULL);
898                         } else {
899                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
900                                 page->freelist = NULL;
901                                 page->inuse = page->objects;
902                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
903                                 return 0;
904                         }
905                         break;
906                 }
907                 object = fp;
908                 fp = get_freepointer(s, object);
909                 nr++;
910         }
911
912         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
913         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
914                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
915
916         if (page->objects != max_objects) {
917                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
918                         "should be %d", page->objects, max_objects);
919                 page->objects = max_objects;
920                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
921         }
922         if (page->inuse != page->objects - nr) {
923                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
924                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
925                 page->inuse = page->objects - nr;
926                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
927         }
928         return search == NULL;
929 }
930
931 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
932                                                                 int alloc)
933 {
934         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
935                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
936                         s->name,
937                         alloc ? "alloc" : "free",
938                         object, page->inuse,
939                         page->freelist);
940
941                 if (!alloc)
942                         print_section("Object ", (void *)object,
943                                         s->object_size);
944
945                 dump_stack();
946         }
947 }
948
949 /*
950  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
951  */
952 static void add_full(struct kmem_cache *s,
953         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
954 {
955         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
956                 return;
957
958         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
959         list_add(&page->lru, &n->full);
960 }
961
962 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
963 {
964         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
965                 return;
966
967         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
968         list_del(&page->lru);
969 }
970
971 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
972 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
973 {
974         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
975
976         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
977 }
978
979 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
980 {
981         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
982 }
983
984 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
985 {
986         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
987
988         /*
989          * May be called early in order to allocate a slab for the
990          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
991          * dilemma by deferring the increment of the count during
992          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
993          */
994         if (likely(n)) {
995                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
996                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
997         }
998 }
999 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1000 {
1001         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1002
1003         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1004         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1005 }
1006
1007 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1008 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1009                                                                 void *object)
1010 {
1011         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1012                 return;
1013
1014         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1015         init_tracking(s, object);
1016 }
1017
1018 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1019                                         struct page *page,
1020                                         void *object, unsigned long addr)
1021 {
1022         if (!check_slab(s, page))
1023                 return 0;
1024
1025         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1026                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1027                 return 0;
1028         }
1029
1030         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1031                 return 0;
1032
1033         return 1;
1034 }
1035
1036 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1037                                         struct page *page,
1038                                         void *object, unsigned long addr)
1039 {
1040         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1041                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1042                         goto bad;
1043         }
1044
1045         /* Success perform special debug activities for allocs */
1046         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1047                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1048         trace(s, page, object, 1);
1049         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1050         return 1;
1051
1052 bad:
1053         if (PageSlab(page)) {
1054                 /*
1055                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1056                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1057                  * as used avoids touching the remaining objects.
1058                  */
1059                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1060                 page->inuse = page->objects;
1061                 page->freelist = NULL;
1062         }
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1067                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1068 {
1069         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1070                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1071                 return 0;
1072         }
1073
1074         if (on_freelist(s, page, object)) {
1075                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1076                 return 0;
1077         }
1078
1079         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1080                 return 0;
1081
1082         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1083                 if (!PageSlab(page)) {
1084                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1085                                 "outside of slab", object);
1086                 } else if (!page->slab_cache) {
1087                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1088                                object);
1089                         dump_stack();
1090                 } else
1091                         object_err(s, page, object,
1092                                         "page slab pointer corrupt.");
1093                 return 0;
1094         }
1095         return 1;
1096 }
1097
1098 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1099 static noinline int free_debug_processing(
1100         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1101         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1102         unsigned long addr)
1103 {
1104         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1105         void *object = head;
1106         int cnt = 0;
1107         unsigned long uninitialized_var(flags);
1108         int ret = 0;
1109
1110         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1111         slab_lock(page);
1112
1113         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1114                 if (!check_slab(s, page))
1115                         goto out;
1116         }
1117
1118 next_object:
1119         cnt++;
1120
1121         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1122                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1123                         goto out;
1124         }
1125
1126         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1127                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1128         trace(s, page, object, 0);
1129         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1130         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1131
1132         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1133         if (object != tail) {
1134                 object = get_freepointer(s, object);
1135                 goto next_object;
1136         }
1137         ret = 1;
1138
1139 out:
1140         if (cnt != bulk_cnt)
1141                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1142                          bulk_cnt, cnt);
1143
1144         slab_unlock(page);
1145         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1146         if (!ret)
1147                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1148         return ret;
1149 }
1150
1151 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1152 {
1153         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1154         if (*str++ != '=' || !*str)
1155                 /*
1156                  * No options specified. Switch on full debugging.
1157                  */
1158                 goto out;
1159
1160         if (*str == ',')
1161                 /*
1162                  * No options but restriction on slabs. This means full
1163                  * debugging for slabs matching a pattern.
1164                  */
1165                 goto check_slabs;
1166
1167         slub_debug = 0;
1168         if (*str == '-')
1169                 /*
1170                  * Switch off all debugging measures.
1171                  */
1172                 goto out;
1173
1174         /*
1175          * Determine which debug features should be switched on
1176          */
1177         for (; *str && *str != ','; str++) {
1178                 switch (tolower(*str)) {
1179                 case 'f':
1180                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1181                         break;
1182                 case 'z':
1183                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1184                         break;
1185                 case 'p':
1186                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1187                         break;
1188                 case 'u':
1189                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1190                         break;
1191                 case 't':
1192                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1193                         break;
1194                 case 'a':
1195                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1196                         break;
1197                 case 'o':
1198                         /*
1199                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1200                          * order would increase as a result.
1201                          */
1202                         disable_higher_order_debug = 1;
1203                         break;
1204                 default:
1205                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1206                                *str);
1207                 }
1208         }
1209
1210 check_slabs:
1211         if (*str == ',')
1212                 slub_debug_slabs = str + 1;
1213 out:
1214         return 1;
1215 }
1216
1217 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1218
1219 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1220         unsigned long flags, const char *name,
1221         void (*ctor)(void *))
1222 {
1223         /*
1224          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1225          */
1226         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1227                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1228                 flags |= slub_debug;
1229
1230         return flags;
1231 }
1232 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1233 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1234                         struct page *page, void *object) {}
1235
1236 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1237         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1238
1239 static inline int free_debug_processing(
1240         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1241         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1242         unsigned long addr) { return 0; }
1243
1244 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1245                         { return 1; }
1246 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1247                         void *object, u8 val) { return 1; }
1248 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1249                                         struct page *page) {}
1250 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1251                                         struct page *page) {}
1252 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1253         unsigned long flags, const char *name,
1254         void (*ctor)(void *))
1255 {
1256         return flags;
1257 }
1258 #define slub_debug 0
1259
1260 #define disable_higher_order_debug 0
1261
1262 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1263                                                         { return 0; }
1264 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1265                                                         { return 0; }
1266 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1267                                                         int objects) {}
1268 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1269                                                         int objects) {}
1270
1271 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1272
1273 /*
1274  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1275  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1276  */
1277 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1278 {
1279         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1280         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1281 }
1282
1283 static inline void kfree_hook(const void *x)
1284 {
1285         kmemleak_free(x);
1286         kasan_kfree_large(x);
1287 }
1288
1289 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1290 {
1291         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1292
1293         /*
1294          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1295          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1296          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1297          */
1298 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1299         {
1300                 unsigned long flags;
1301
1302                 local_irq_save(flags);
1303                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1304                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1305                 local_irq_restore(flags);
1306         }
1307 #endif
1308         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1309                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1310
1311         kasan_slab_free(s, x);
1312 }
1313
1314 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1315                                            void *head, void *tail)
1316 {
1317 /*
1318  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1319  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1320  */
1321 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1322         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1323         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1324         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1325         defined(CONFIG_KASAN)
1326
1327         void *object = head;
1328         void *tail_obj = tail ? : head;
1329
1330         do {
1331                 slab_free_hook(s, object);
1332         } while ((object != tail_obj) &&
1333                  (object = get_freepointer(s, object)));
1334 #endif
1335 }
1336
1337 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1338                                 void *object)
1339 {
1340         setup_object_debug(s, page, object);
1341         if (unlikely(s->ctor)) {
1342                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1343                 s->ctor(object);
1344                 kasan_poison_object_data(s, object);
1345         }
1346 }
1347
1348 /*
1349  * Slab allocation and freeing
1350  */
1351 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1352                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1353 {
1354         struct page *page;
1355         int order = oo_order(oo);
1356
1357         flags |= __GFP_NOTRACK;
1358
1359         if (node == NUMA_NO_NODE)
1360                 page = alloc_pages(flags, order);
1361         else
1362                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1363
1364         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1365                 __free_pages(page, order);
1366                 page = NULL;
1367         }
1368
1369         return page;
1370 }
1371
1372 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1373 {
1374         struct page *page;
1375         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1376         gfp_t alloc_gfp;
1377         void *start, *p;
1378         int idx, order;
1379
1380         flags &= gfp_allowed_mask;
1381
1382         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1383                 local_irq_enable();
1384
1385         flags |= s->allocflags;
1386
1387         /*
1388          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1389          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1390          */
1391         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1392         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1393                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1394
1395         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1396         if (unlikely(!page)) {
1397                 oo = s->min;
1398                 alloc_gfp = flags;
1399                 /*
1400                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1401                  * Try a lower order alloc if possible
1402                  */
1403                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1404                 if (unlikely(!page))
1405                         goto out;
1406                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1407         }
1408
1409         if (kmemcheck_enabled &&
1410             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1411                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1412
1413                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1414
1415                 /*
1416                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1417                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1418                  */
1419                 if (s->ctor)
1420                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1421                 else
1422                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1423         }
1424
1425         page->objects = oo_objects(oo);
1426
1427         order = compound_order(page);
1428         page->slab_cache = s;
1429         __SetPageSlab(page);
1430         if (page_is_pfmemalloc(page))
1431                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1432
1433         start = page_address(page);
1434
1435         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1436                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1437
1438         kasan_poison_slab(page);
1439
1440         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1441                 setup_object(s, page, p);
1442                 if (likely(idx < page->objects))
1443                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1444                 else
1445                         set_freepointer(s, p, NULL);
1446         }
1447
1448         page->freelist = start;
1449         page->inuse = page->objects;
1450         page->frozen = 1;
1451
1452 out:
1453         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1454                 local_irq_disable();
1455         if (!page)
1456                 return NULL;
1457
1458         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1459                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1460                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1461                 1 << oo_order(oo));
1462
1463         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1464
1465         return page;
1466 }
1467
1468 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1469 {
1470         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1471                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1472                 BUG();
1473         }
1474
1475         return allocate_slab(s,
1476                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1477 }
1478
1479 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1480 {
1481         int order = compound_order(page);
1482         int pages = 1 << order;
1483
1484         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1485                 void *p;
1486
1487                 slab_pad_check(s, page);
1488                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1489                                                 page->objects)
1490                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1491         }
1492
1493         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1494
1495         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1496                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1497                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1498                 -pages);
1499
1500         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1501         __ClearPageSlab(page);
1502
1503         page_mapcount_reset(page);
1504         if (current->reclaim_state)
1505                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1506         __free_kmem_pages(page, order);
1507 }
1508
1509 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1510         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1511
1512 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1513 {
1514         struct page *page;
1515
1516         if (need_reserve_slab_rcu)
1517                 page = virt_to_head_page(h);
1518         else
1519                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1520
1521         __free_slab(page->slab_cache, page);
1522 }
1523
1524 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1525 {
1526         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1527                 struct rcu_head *head;
1528
1529                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1530                         int order = compound_order(page);
1531                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1532
1533                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1534                         head = page_address(page) + offset;
1535                 } else {
1536                         head = &page->rcu_head;
1537                 }
1538
1539                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1540         } else
1541                 __free_slab(s, page);
1542 }
1543
1544 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1545 {
1546         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1547         free_slab(s, page);
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Management of partially allocated slabs.
1552  */
1553 static inline void
1554 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1555 {
1556         n->nr_partial++;
1557         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1558                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1559         else
1560                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1561 }
1562
1563 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1564                                 struct page *page, int tail)
1565 {
1566         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1567         __add_partial(n, page, tail);
1568 }
1569
1570 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1571                                         struct page *page)
1572 {
1573         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1574         list_del(&page->lru);
1575         n->nr_partial--;
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1580  * return the pointer to the freelist.
1581  *
1582  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1583  */
1584 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1585                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1586                 int mode, int *objects)
1587 {
1588         void *freelist;
1589         unsigned long counters;
1590         struct page new;
1591
1592         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1593
1594         /*
1595          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1596          * The old freelist is the list of objects for the
1597          * per cpu allocation list.
1598          */
1599         freelist = page->freelist;
1600         counters = page->counters;
1601         new.counters = counters;
1602         *objects = new.objects - new.inuse;
1603         if (mode) {
1604                 new.inuse = page->objects;
1605                 new.freelist = NULL;
1606         } else {
1607                 new.freelist = freelist;
1608         }
1609
1610         VM_BUG_ON(new.frozen);
1611         new.frozen = 1;
1612
1613         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1614                         freelist, counters,
1615                         new.freelist, new.counters,
1616                         "acquire_slab"))
1617                 return NULL;
1618
1619         remove_partial(n, page);
1620         WARN_ON(!freelist);
1621         return freelist;
1622 }
1623
1624 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1625 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1626
1627 /*
1628  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1629  */
1630 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1631                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1632 {
1633         struct page *page, *page2;
1634         void *object = NULL;
1635         int available = 0;
1636         int objects;
1637
1638         /*
1639          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1640          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1641          * partial slab and there is none available then get_partials()
1642          * will return NULL.
1643          */
1644         if (!n || !n->nr_partial)
1645                 return NULL;
1646
1647         spin_lock(&n->list_lock);
1648         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1649                 void *t;
1650
1651                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1652                         continue;
1653
1654                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1655                 if (!t)
1656                         break;
1657
1658                 available += objects;
1659                 if (!object) {
1660                         c->page = page;
1661                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1662                         object = t;
1663                 } else {
1664                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1665                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1666                 }
1667                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1668                         || available > s->cpu_partial / 2)
1669                         break;
1670
1671         }
1672         spin_unlock(&n->list_lock);
1673         return object;
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1678  */
1679 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1680                 struct kmem_cache_cpu *c)
1681 {
1682 #ifdef CONFIG_NUMA
1683         struct zonelist *zonelist;
1684         struct zoneref *z;
1685         struct zone *zone;
1686         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1687         void *object;
1688         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1689
1690         /*
1691          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1692          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1693          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1694          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1695          *
1696          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1697          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1698          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1699          * from other nodes and filled up.
1700          *
1701          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1702          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1703          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1704          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1705          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1706          * with available objects.
1707          */
1708         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1709                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1710                 return NULL;
1711
1712         do {
1713                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1714                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1715                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1716                         struct kmem_cache_node *n;
1717
1718                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1719
1720                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1721                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1722                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1723                                 if (object) {
1724                                         /*
1725                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1726                                          * here - if mems_allowed was updated in
1727                                          * parallel, that was a harmless race
1728                                          * between allocation and the cpuset
1729                                          * update
1730                                          */
1731                                         return object;
1732                                 }
1733                         }
1734                 }
1735         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1736 #endif
1737         return NULL;
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Get a partial page, lock it and return it.
1742  */
1743 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1744                 struct kmem_cache_cpu *c)
1745 {
1746         void *object;
1747         int searchnode = node;
1748
1749         if (node == NUMA_NO_NODE)
1750                 searchnode = numa_mem_id();
1751         else if (!node_present_pages(node))
1752                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1753
1754         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1755         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1756                 return object;
1757
1758         return get_any_partial(s, flags, c);
1759 }
1760
1761 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1762 /*
1763  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1764  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1765  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1766  */
1767 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1768 #else
1769 /*
1770  * No preemption supported therefore also no need to check for
1771  * different cpus.
1772  */
1773 #define TID_STEP 1
1774 #endif
1775
1776 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1777 {
1778         return tid + TID_STEP;
1779 }
1780
1781 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1782 {
1783         return tid % TID_STEP;
1784 }
1785
1786 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1787 {
1788         return tid / TID_STEP;
1789 }
1790
1791 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1792 {
1793         return cpu;
1794 }
1795
1796 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1797                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1798 {
1799 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1800         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1801
1802         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1803
1804 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1805         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1806                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1807                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1808         else
1809 #endif
1810         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1811                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1812                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1813         else
1814                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1815                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1816 #endif
1817         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1818 }
1819
1820 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1821 {
1822         int cpu;
1823
1824         for_each_possible_cpu(cpu)
1825                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1826 }
1827
1828 /*
1829  * Remove the cpu slab
1830  */
1831 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1832                                 void *freelist)
1833 {
1834         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1835         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1836         int lock = 0;
1837         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1838         void *nextfree;
1839         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1840         struct page new;
1841         struct page old;
1842
1843         if (page->freelist) {
1844                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1845                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1846         }
1847
1848         /*
1849          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1850          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1851          * last one.
1852          *
1853          * There is no need to take the list->lock because the page
1854          * is still frozen.
1855          */
1856         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1857                 void *prior;
1858                 unsigned long counters;
1859
1860                 do {
1861                         prior = page->freelist;
1862                         counters = page->counters;
1863                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1864                         new.counters = counters;
1865                         new.inuse--;
1866                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1867
1868                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1869                         prior, counters,
1870                         freelist, new.counters,
1871                         "drain percpu freelist"));
1872
1873                 freelist = nextfree;
1874         }
1875
1876         /*
1877          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1878          * list presence reflects the actual number of objects
1879          * during unfreeze.
1880          *
1881          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1882          * with the count. If there is a mismatch then the page
1883          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1884          *
1885          * Then we restart the process which may have to remove
1886          * the page from the list that we just put it on again
1887          * because the number of objects in the slab may have
1888          * changed.
1889          */
1890 redo:
1891
1892         old.freelist = page->freelist;
1893         old.counters = page->counters;
1894         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1895
1896         /* Determine target state of the slab */
1897         new.counters = old.counters;
1898         if (freelist) {
1899                 new.inuse--;
1900                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1901                 new.freelist = freelist;
1902         } else
1903                 new.freelist = old.freelist;
1904
1905         new.frozen = 0;
1906
1907         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1908                 m = M_FREE;
1909         else if (new.freelist) {
1910                 m = M_PARTIAL;
1911                 if (!lock) {
1912                         lock = 1;
1913                         /*
1914                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1915                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1916                          * is frozen
1917                          */
1918                         spin_lock(&n->list_lock);
1919                 }
1920         } else {
1921                 m = M_FULL;
1922                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1923                         lock = 1;
1924                         /*
1925                          * This also ensures that the scanning of full
1926                          * slabs from diagnostic functions will not see
1927                          * any frozen slabs.
1928                          */
1929                         spin_lock(&n->list_lock);
1930                 }
1931         }
1932
1933         if (l != m) {
1934
1935                 if (l == M_PARTIAL)
1936
1937                         remove_partial(n, page);
1938
1939                 else if (l == M_FULL)
1940
1941                         remove_full(s, n, page);
1942
1943                 if (m == M_PARTIAL) {
1944
1945                         add_partial(n, page, tail);
1946                         stat(s, tail);
1947
1948                 } else if (m == M_FULL) {
1949
1950                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1951                         add_full(s, n, page);
1952
1953                 }
1954         }
1955
1956         l = m;
1957         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1958                                 old.freelist, old.counters,
1959                                 new.freelist, new.counters,
1960                                 "unfreezing slab"))
1961                 goto redo;
1962
1963         if (lock)
1964                 spin_unlock(&n->list_lock);
1965
1966         if (m == M_FREE) {
1967                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1968                 discard_slab(s, page);
1969                 stat(s, FREE_SLAB);
1970         }
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1975  *
1976  * This function must be called with interrupts disabled
1977  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1978  * to guarantee no concurrent accesses).
1979  */
1980 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1981                 struct kmem_cache_cpu *c)
1982 {
1983 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1984         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1985         struct page *page, *discard_page = NULL;
1986
1987         while ((page = c->partial)) {
1988                 struct page new;
1989                 struct page old;
1990
1991                 c->partial = page->next;
1992
1993                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1994                 if (n != n2) {
1995                         if (n)
1996                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1997
1998                         n = n2;
1999                         spin_lock(&n->list_lock);
2000                 }
2001
2002                 do {
2003
2004                         old.freelist = page->freelist;
2005                         old.counters = page->counters;
2006                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2007
2008                         new.counters = old.counters;
2009                         new.freelist = old.freelist;
2010
2011                         new.frozen = 0;
2012
2013                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2014                                 old.freelist, old.counters,
2015                                 new.freelist, new.counters,
2016                                 "unfreezing slab"));
2017
2018                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2019                         page->next = discard_page;
2020                         discard_page = page;
2021                 } else {
2022                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2023                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2024                 }
2025         }
2026
2027         if (n)
2028                 spin_unlock(&n->list_lock);
2029
2030         while (discard_page) {
2031                 page = discard_page;
2032                 discard_page = discard_page->next;
2033
2034                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2035                 discard_slab(s, page);
2036                 stat(s, FREE_SLAB);
2037         }
2038 #endif
2039 }
2040
2041 /*
2042  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2043  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2044  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2045  * onto a random cpus partial slot.
2046  *
2047  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2048  * per node partial list.
2049  */
2050 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2051 {
2052 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2053         struct page *oldpage;
2054         int pages;
2055         int pobjects;
2056
2057         preempt_disable();
2058         do {
2059                 pages = 0;
2060                 pobjects = 0;
2061                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2062
2063                 if (oldpage) {
2064                         pobjects = oldpage->pobjects;
2065                         pages = oldpage->pages;
2066                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2067                                 unsigned long flags;
2068                                 /*
2069                                  * partial array is full. Move the existing
2070                                  * set to the per node partial list.
2071                                  */
2072                                 local_irq_save(flags);
2073                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2074                                 local_irq_restore(flags);
2075                                 oldpage = NULL;
2076                                 pobjects = 0;
2077                                 pages = 0;
2078                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2079                         }
2080                 }
2081
2082                 pages++;
2083                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2084
2085                 page->pages = pages;
2086                 page->pobjects = pobjects;
2087                 page->next = oldpage;
2088
2089         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2090                                                                 != oldpage);
2091         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2092                 unsigned long flags;
2093
2094                 local_irq_save(flags);
2095                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2096                 local_irq_restore(flags);
2097         }
2098         preempt_enable();
2099 #endif
2100 }
2101
2102 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2103 {
2104         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2105         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2106
2107         c->tid = next_tid(c->tid);
2108         c->page = NULL;
2109         c->freelist = NULL;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Flush cpu slab.
2114  *
2115  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2116  */
2117 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2118 {
2119         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2120
2121         if (likely(c)) {
2122                 if (c->page)
2123                         flush_slab(s, c);
2124
2125                 unfreeze_partials(s, c);
2126         }
2127 }
2128
2129 static void flush_cpu_slab(void *d)
2130 {
2131         struct kmem_cache *s = d;
2132
2133         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2134 }
2135
2136 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2137 {
2138         struct kmem_cache *s = info;
2139         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2140
2141         return c->page || c->partial;
2142 }
2143
2144 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2145 {
2146         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2151  * locality expectations.
2152  */
2153 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2154 {
2155 #ifdef CONFIG_NUMA
2156         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2157                 return 0;
2158 #endif
2159         return 1;
2160 }
2161
2162 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2163 static int count_free(struct page *page)
2164 {
2165         return page->objects - page->inuse;
2166 }
2167
2168 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2169 {
2170         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2171 }
2172 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2173
2174 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2175 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2176                                         int (*get_count)(struct page *))
2177 {
2178         unsigned long flags;
2179         unsigned long x = 0;
2180         struct page *page;
2181
2182         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2183         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2184                 x += get_count(page);
2185         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2186         return x;
2187 }
2188 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2189
2190 static noinline void
2191 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2192 {
2193 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2194         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2195                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2196         int node;
2197         struct kmem_cache_node *n;
2198
2199         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2200                 return;
2201
2202         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2203                 nid, gfpflags);
2204         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2205                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2206                 oo_order(s->min));
2207
2208         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2209                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2210                         s->name);
2211
2212         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2213                 unsigned long nr_slabs;
2214                 unsigned long nr_objs;
2215                 unsigned long nr_free;
2216
2217                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2218                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2219                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2220
2221                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2222                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2223         }
2224 #endif
2225 }
2226
2227 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2228                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2229 {
2230         void *freelist;
2231         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2232         struct page *page;
2233
2234         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2235
2236         if (freelist)
2237                 return freelist;
2238
2239         page = new_slab(s, flags, node);
2240         if (page) {
2241                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2242                 if (c->page)
2243                         flush_slab(s, c);
2244
2245                 /*
2246                  * No other reference to the page yet so we can
2247                  * muck around with it freely without cmpxchg
2248                  */
2249                 freelist = page->freelist;
2250                 page->freelist = NULL;
2251
2252                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2253                 c->page = page;
2254                 *pc = c;
2255         } else
2256                 freelist = NULL;
2257
2258         return freelist;
2259 }
2260
2261 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2262 {
2263         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2264                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2265
2266         return true;
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2271  * per cpu freelist or deactivate the page.
2272  *
2273  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2274  *
2275  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2276  *
2277  * This function must be called with interrupt disabled.
2278  */
2279 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2280 {
2281         struct page new;
2282         unsigned long counters;
2283         void *freelist;
2284
2285         do {
2286                 freelist = page->freelist;
2287                 counters = page->counters;
2288
2289                 new.counters = counters;
2290                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2291
2292                 new.inuse = page->objects;
2293                 new.frozen = freelist != NULL;
2294
2295         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2296                 freelist, counters,
2297                 NULL, new.counters,
2298                 "get_freelist"));
2299
2300         return freelist;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2305  * debugging duties.
2306  *
2307  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2308  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2309  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2310  *
2311  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2312  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2313  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2314  *
2315  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2316  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2317  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2318  *
2319  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2320  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2321  */
2322 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2323                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2324 {
2325         void *freelist;
2326         struct page *page;
2327
2328         page = c->page;
2329         if (!page)
2330                 goto new_slab;
2331 redo:
2332
2333         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2334                 int searchnode = node;
2335
2336                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2337                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2338
2339                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2340                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2341                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2342                         c->page = NULL;
2343                         c->freelist = NULL;
2344                         goto new_slab;
2345                 }
2346         }
2347
2348         /*
2349          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2350          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2351          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2352          */
2353         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2354                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2355                 c->page = NULL;
2356                 c->freelist = NULL;
2357                 goto new_slab;
2358         }
2359
2360         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2361         freelist = c->freelist;
2362         if (freelist)
2363                 goto load_freelist;
2364
2365         freelist = get_freelist(s, page);
2366
2367         if (!freelist) {
2368                 c->page = NULL;
2369                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2370                 goto new_slab;
2371         }
2372
2373         stat(s, ALLOC_REFILL);
2374
2375 load_freelist:
2376         /*
2377          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2378          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2379          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2380          */
2381         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2382         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2383         c->tid = next_tid(c->tid);
2384         return freelist;
2385
2386 new_slab:
2387
2388         if (c->partial) {
2389                 page = c->page = c->partial;
2390                 c->partial = page->next;
2391                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2392                 c->freelist = NULL;
2393                 goto redo;
2394         }
2395
2396         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2397
2398         if (unlikely(!freelist)) {
2399                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2400                 return NULL;
2401         }
2402
2403         page = c->page;
2404         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2405                 goto load_freelist;
2406
2407         /* Only entered in the debug case */
2408         if (kmem_cache_debug(s) &&
2409                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2410                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2411
2412         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2413         c->page = NULL;
2414         c->freelist = NULL;
2415         return freelist;
2416 }
2417
2418 /*
2419  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2420  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2421  */
2422 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2423                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2424 {
2425         void *p;
2426         unsigned long flags;
2427
2428         local_irq_save(flags);
2429 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2430         /*
2431          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2432          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2433          * pointer.
2434          */
2435         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2436 #endif
2437
2438         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2439         local_irq_restore(flags);
2440         return p;
2441 }
2442
2443 /*
2444  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2445  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2446  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2447  *
2448  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2449  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2450  *
2451  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2452  */
2453 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2454                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2455 {
2456         void *object;
2457         struct kmem_cache_cpu *c;
2458         struct page *page;
2459         unsigned long tid;
2460
2461         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2462         if (!s)
2463                 return NULL;
2464 redo:
2465         /*
2466          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2467          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2468          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2469          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2470          *
2471          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2472          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2473          * to check if it is matched or not.
2474          */
2475         do {
2476                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2477                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2478         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2479                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2480
2481         /*
2482          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2483          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2484          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2485          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2486          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2487          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2488          */
2489         barrier();
2490
2491         /*
2492          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2493          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2494          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2495          * linked list in between.
2496          */
2497
2498         object = c->freelist;
2499         page = c->page;
2500         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2501                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2502                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2503         } else {
2504                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2505
2506                 /*
2507                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2508                  * operation and if we are on the right processor.
2509                  *
2510                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2511                  * semantics!)
2512                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2513                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2514                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2515                  *
2516                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2517                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2518                  * other cpus.
2519                  */
2520                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2521                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2522                                 object, tid,
2523                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2524
2525                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2526                         goto redo;
2527                 }
2528                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2529                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2530         }
2531
2532         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2533                 memset(object, 0, s->object_size);
2534
2535         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2536
2537         return object;
2538 }
2539
2540 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2541                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2542 {
2543         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2544 }
2545
2546 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2547 {
2548         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2549
2550         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2551                                 s->size, gfpflags);
2552
2553         return ret;
2554 }
2555 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2556
2557 #ifdef CONFIG_TRACING
2558 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2559 {
2560         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2561         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2562         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2563         return ret;
2564 }
2565 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2566 #endif
2567
2568 #ifdef CONFIG_NUMA
2569 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2570 {
2571         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2572
2573         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2574                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2575
2576         return ret;
2577 }
2578 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2579
2580 #ifdef CONFIG_TRACING
2581 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2582                                     gfp_t gfpflags,
2583                                     int node, size_t size)
2584 {
2585         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2586
2587         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2588                            size, s->size, gfpflags, node);
2589
2590         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2591         return ret;
2592 }
2593 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2594 #endif
2595 #endif
2596
2597 /*
2598  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2599  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2600  *
2601  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2602  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2603  * handling required then we can return immediately.
2604  */
2605 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2606                         void *head, void *tail, int cnt,
2607                         unsigned long addr)
2608
2609 {
2610         void *prior;
2611         int was_frozen;
2612         struct page new;
2613         unsigned long counters;
2614         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2615         unsigned long uninitialized_var(flags);
2616
2617         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2618
2619         if (kmem_cache_debug(s) &&
2620             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2621                 return;
2622
2623         do {
2624                 if (unlikely(n)) {
2625                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2626                         n = NULL;
2627                 }
2628                 prior = page->freelist;
2629                 counters = page->counters;
2630                 set_freepointer(s, tail, prior);
2631                 new.counters = counters;
2632                 was_frozen = new.frozen;
2633                 new.inuse -= cnt;
2634                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2635
2636                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2637
2638                                 /*
2639                                  * Slab was on no list before and will be
2640                                  * partially empty
2641                                  * We can defer the list move and instead
2642                                  * freeze it.
2643                                  */
2644                                 new.frozen = 1;
2645
2646                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2647
2648                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2649                                 /*
2650                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2651                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2652                                  * drop the list_lock without any processing.
2653                                  *
2654                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2655                                  * other processors updating the list of slabs.
2656                                  */
2657                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2658
2659                         }
2660                 }
2661
2662         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2663                 prior, counters,
2664                 head, new.counters,
2665                 "__slab_free"));
2666
2667         if (likely(!n)) {
2668
2669                 /*
2670                  * If we just froze the page then put it onto the
2671                  * per cpu partial list.
2672                  */
2673                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2674                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2675                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2676                 }
2677                 /*
2678                  * The list lock was not taken therefore no list
2679                  * activity can be necessary.
2680                  */
2681                 if (was_frozen)
2682                         stat(s, FREE_FROZEN);
2683                 return;
2684         }
2685
2686         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2687                 goto slab_empty;
2688
2689         /*
2690          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2691          * then add it.
2692          */
2693         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2694                 if (kmem_cache_debug(s))
2695                         remove_full(s, n, page);
2696                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2697                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2698         }
2699         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2700         return;
2701
2702 slab_empty:
2703         if (prior) {
2704                 /*
2705                  * Slab on the partial list.
2706                  */
2707                 remove_partial(n, page);
2708                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2709         } else {
2710                 /* Slab must be on the full list */
2711                 remove_full(s, n, page);
2712         }
2713
2714         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2715         stat(s, FREE_SLAB);
2716         discard_slab(s, page);
2717 }
2718
2719 /*
2720  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2721  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2722  *
2723  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2724  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2725  * the item before.
2726  *
2727  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2728  * with all sorts of special processing.
2729  *
2730  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2731  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2732  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2733  */
2734 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2735                                       void *head, void *tail, int cnt,
2736                                       unsigned long addr)
2737 {
2738         void *tail_obj = tail ? : head;
2739         struct kmem_cache_cpu *c;
2740         unsigned long tid;
2741
2742         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2743
2744 redo:
2745         /*
2746          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2747          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2748          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2749          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2750          */
2751         do {
2752                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2753                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2754         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2755                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2756
2757         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2758         barrier();
2759
2760         if (likely(page == c->page)) {
2761                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2762
2763                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2764                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2765                                 c->freelist, tid,
2766                                 head, next_tid(tid)))) {
2767
2768                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2769                         goto redo;
2770                 }
2771                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2772         } else
2773                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2774
2775 }
2776
2777 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2778 {
2779         s = cache_from_obj(s, x);
2780         if (!s)
2781                 return;
2782         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2783         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2784 }
2785 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2786
2787 struct detached_freelist {
2788         struct page *page;
2789         void *tail;
2790         void *freelist;
2791         int cnt;
2792         struct kmem_cache *s;
2793 };
2794
2795 /*
2796  * This function progressively scans the array with free objects (with
2797  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2798  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2799  * page/objects.  This can happen without any need for
2800  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2801  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2802  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2803  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2804  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2805  * to performance reasons.
2806  */
2807 static inline
2808 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2809                             void **p, struct detached_freelist *df)
2810 {
2811         size_t first_skipped_index = 0;
2812         int lookahead = 3;
2813         void *object;
2814         struct page *page;
2815
2816         /* Always re-init detached_freelist */
2817         df->page = NULL;
2818
2819         do {
2820                 object = p[--size];
2821                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
2822         } while (!object && size);
2823
2824         if (!object)
2825                 return 0;
2826
2827         page = virt_to_head_page(object);
2828         if (!s) {
2829                 /* Handle kalloc'ed objects */
2830                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2831                         BUG_ON(!PageCompound(page));
2832                         kfree_hook(object);
2833                         __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
2834                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2835                         return size;
2836                 }
2837                 /* Derive kmem_cache from object */
2838                 df->s = page->slab_cache;
2839         } else {
2840                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
2841         }
2842
2843         /* Start new detached freelist */
2844         df->page = page;
2845         set_freepointer(df->s, object, NULL);
2846         df->tail = object;
2847         df->freelist = object;
2848         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2849         df->cnt = 1;
2850
2851         while (size) {
2852                 object = p[--size];
2853                 if (!object)
2854                         continue; /* Skip processed objects */
2855
2856                 /* df->page is always set at this point */
2857                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
2858                         /* Opportunity build freelist */
2859                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
2860                         df->freelist = object;
2861                         df->cnt++;
2862                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2863
2864                         continue;
2865                 }
2866
2867                 /* Limit look ahead search */
2868                 if (!--lookahead)
2869                         break;
2870
2871                 if (!first_skipped_index)
2872                         first_skipped_index = size + 1;
2873         }
2874
2875         return first_skipped_index;
2876 }
2877
2878 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2879 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2880 {
2881         if (WARN_ON(!size))
2882                 return;
2883
2884         do {
2885                 struct detached_freelist df;
2886
2887                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
2888                 if (unlikely(!df.page))
2889                         continue;
2890
2891                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
2892         } while (likely(size));
2893 }
2894 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2895
2896 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2897 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2898                           void **p)
2899 {
2900         struct kmem_cache_cpu *c;
2901         int i;
2902
2903         /* memcg and kmem_cache debug support */
2904         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2905         if (unlikely(!s))
2906                 return false;
2907         /*
2908          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2909          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2910          * handlers invoking normal fastpath.
2911          */
2912         local_irq_disable();
2913         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2914
2915         for (i = 0; i < size; i++) {
2916                 void *object = c->freelist;
2917
2918                 if (unlikely(!object)) {
2919                         /*
2920                          * Invoking slow path likely have side-effect
2921                          * of re-populating per CPU c->freelist
2922                          */
2923                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2924                                             _RET_IP_, c);
2925                         if (unlikely(!p[i]))
2926                                 goto error;
2927
2928                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2929                         continue; /* goto for-loop */
2930                 }
2931                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2932                 p[i] = object;
2933         }
2934         c->tid = next_tid(c->tid);
2935         local_irq_enable();
2936
2937         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2938         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2939                 int j;
2940
2941                 for (j = 0; j < i; j++)
2942                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2943         }
2944
2945         /* memcg and kmem_cache debug support */
2946         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
2947         return i;
2948 error:
2949         local_irq_enable();
2950         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
2951         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2952         return 0;
2953 }
2954 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2955
2956
2957 /*
2958  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2959  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2960  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2961  * another.
2962  *
2963  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2964  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2965  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2966  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2967  * locking overhead.
2968  */
2969
2970 /*
2971  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2972  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2973  * and increases the number of allocations possible without having to
2974  * take the list_lock.
2975  */
2976 static int slub_min_order;
2977 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2978 static int slub_min_objects;
2979
2980 /*
2981  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2982  *
2983  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2984  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2985  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2986  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2987  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2988  * would be wasted.
2989  *
2990  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2991  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2992  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2993  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2994  *
2995  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2996  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2997  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2998  * of space in favor of a small page order.
2999  *
3000  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3001  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3002  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3003  * the smallest order which will fit the object.
3004  */
3005 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3006                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3007 {
3008         int order;
3009         int rem;
3010         int min_order = slub_min_order;
3011
3012         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3013                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3014
3015         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3016                         order <= max_order; order++) {
3017
3018                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3019
3020                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3021
3022                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3023                         break;
3024         }
3025
3026         return order;
3027 }
3028
3029 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3030 {
3031         int order;
3032         int min_objects;
3033         int fraction;
3034         int max_objects;
3035
3036         /*
3037          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3038          * works by first attempting to generate a layout with
3039          * the best configuration and backing off gradually.
3040          *
3041          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3042          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3043          */
3044         min_objects = slub_min_objects;
3045         if (!min_objects)
3046                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3047         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3048         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3049
3050         while (min_objects > 1) {
3051                 fraction = 16;
3052                 while (fraction >= 4) {
3053                         order = slab_order(size, min_objects,
3054                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3055                         if (order <= slub_max_order)
3056                                 return order;
3057                         fraction /= 2;
3058                 }
3059                 min_objects--;
3060         }
3061
3062         /*
3063          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3064          * lets see if we can place a single object there.
3065          */
3066         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3067         if (order <= slub_max_order)
3068                 return order;
3069
3070         /*
3071          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3072          */
3073         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3074         if (order < MAX_ORDER)
3075                 return order;
3076         return -ENOSYS;
3077 }
3078
3079 static void
3080 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3081 {
3082         n->nr_partial = 0;
3083         spin_lock_init(&n->list_lock);
3084         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3085 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3086         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3087         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3088         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3089 #endif
3090 }
3091
3092 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3093 {
3094         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3095                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3096
3097         /*
3098          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3099          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3100          */
3101         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3102                                      2 * sizeof(void *));
3103
3104         if (!s->cpu_slab)
3105                 return 0;
3106
3107         init_kmem_cache_cpus(s);
3108
3109         return 1;
3110 }
3111
3112 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3113
3114 /*
3115  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3116  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3117  * possible.
3118  *
3119  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3120  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3121  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3122  */
3123 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3124 {
3125         struct page *page;
3126         struct kmem_cache_node *n;
3127
3128         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3129
3130         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3131
3132         BUG_ON(!page);
3133         if (page_to_nid(page) != node) {
3134                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3135                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3136         }
3137
3138         n = page->freelist;
3139         BUG_ON(!n);
3140         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3141         page->inuse = 1;
3142         page->frozen = 0;
3143         kmem_cache_node->node[node] = n;
3144 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3145         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3146         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3147 #endif
3148         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3149         init_kmem_cache_node(n);
3150         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3151
3152         /*
3153          * No locks need to be taken here as it has just been
3154          * initialized and there is no concurrent access.
3155          */
3156         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3157 }
3158
3159 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3160 {
3161         int node;
3162         struct kmem_cache_node *n;
3163
3164         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3165                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3166                 s->node[node] = NULL;
3167         }
3168 }
3169
3170 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3171 {
3172         free_percpu(s->cpu_slab);
3173         free_kmem_cache_nodes(s);
3174 }
3175
3176 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3177 {
3178         int node;
3179
3180         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3181                 struct kmem_cache_node *n;
3182
3183                 if (slab_state == DOWN) {
3184                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3185                         continue;
3186                 }
3187                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3188                                                 GFP_KERNEL, node);
3189
3190                 if (!n) {
3191                         free_kmem_cache_nodes(s);
3192                         return 0;
3193                 }
3194
3195                 s->node[node] = n;
3196                 init_kmem_cache_node(n);
3197         }
3198         return 1;
3199 }
3200
3201 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3202 {
3203         if (min < MIN_PARTIAL)
3204                 min = MIN_PARTIAL;
3205         else if (min > MAX_PARTIAL)
3206                 min = MAX_PARTIAL;
3207         s->min_partial = min;
3208 }
3209
3210 /*
3211  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3212  * a slab object.
3213  */
3214 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3215 {
3216         unsigned long flags = s->flags;
3217         unsigned long size = s->object_size;
3218         int order;
3219
3220         /*
3221          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3222          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3223          * the possible location of the free pointer.
3224          */
3225         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3226
3227 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3228         /*
3229          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3230          * the slab may touch the object after free or before allocation
3231          * then we should never poison the object itself.
3232          */
3233         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3234                         !s->ctor)
3235                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3236         else
3237                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3238
3239
3240         /*
3241          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3242          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3243          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3244          */
3245         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3246                 size += sizeof(void *);
3247 #endif
3248
3249         /*
3250          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3251          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3252          */
3253         s->inuse = size;
3254
3255         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3256                 s->ctor)) {
3257                 /*
3258                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3259                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3260                  * kmem_cache_free.
3261                  *
3262                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3263                  * destructor or are poisoning the objects.
3264                  */
3265                 s->offset = size;
3266                 size += sizeof(void *);
3267         }
3268
3269 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3270         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3271                 /*
3272                  * Need to store information about allocs and frees after
3273                  * the object.
3274                  */
3275                 size += 2 * sizeof(struct track);
3276
3277         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3278                 /*
3279                  * Add some empty padding so that we can catch
3280                  * overwrites from earlier objects rather than let
3281                  * tracking information or the free pointer be
3282                  * corrupted if a user writes before the start
3283                  * of the object.
3284                  */
3285                 size += sizeof(void *);
3286 #endif
3287
3288         /*
3289          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3290          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3291          * each object to conform to the alignment.
3292          */
3293         size = ALIGN(size, s->align);
3294         s->size = size;
3295         if (forced_order >= 0)
3296                 order = forced_order;
3297         else
3298                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3299
3300         if (order < 0)
3301                 return 0;
3302
3303         s->allocflags = 0;
3304         if (order)
3305                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3306
3307         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3308                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3309
3310         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3311                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3312
3313         /*
3314          * Determine the number of objects per slab
3315          */
3316         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3317         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3318         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3319                 s->max = s->oo;
3320
3321         return !!oo_objects(s->oo);
3322 }
3323
3324 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3325 {
3326         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3327         s->reserved = 0;
3328
3329         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3330                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3331
3332         if (!calculate_sizes(s, -1))
3333                 goto error;
3334         if (disable_higher_order_debug) {
3335                 /*
3336                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3337                  * order increased.
3338                  */
3339                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3340                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3341                         s->offset = 0;
3342                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3343                                 goto error;
3344                 }
3345         }
3346
3347 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3348     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3349         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3350                 /* Enable fast mode */
3351                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3352 #endif
3353
3354         /*
3355          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3356          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3357          */
3358         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3359
3360         /*
3361          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3362          * per cpu partial lists of a processor.
3363          *
3364          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3365          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3366          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3367          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3368          *
3369          * This setting also determines
3370          *
3371          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3372          *    per node list when we reach the limit.
3373          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3374          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3375          *    50% to keep some capacity around for frees.
3376          */
3377         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3378                 s->cpu_partial = 0;
3379         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3380                 s->cpu_partial = 2;
3381         else if (s->size >= 1024)
3382                 s->cpu_partial = 6;
3383         else if (s->size >= 256)
3384                 s->cpu_partial = 13;
3385         else
3386                 s->cpu_partial = 30;
3387
3388 #ifdef CONFIG_NUMA
3389         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3390 #endif
3391         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3392                 goto error;
3393
3394         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3395                 return 0;
3396
3397         free_kmem_cache_nodes(s);
3398 error:
3399         if (flags & SLAB_PANIC)
3400                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3401                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3402                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3403                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3404         return -EINVAL;
3405 }
3406
3407 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3408                                                         const char *text)
3409 {
3410 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3411         void *addr = page_address(page);
3412         void *p;
3413         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3414                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3415         if (!map)
3416                 return;
3417         slab_err(s, page, text, s->name);
3418         slab_lock(page);
3419
3420         get_map(s, page, map);
3421         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3422
3423                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3424                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3425                         print_tracking(s, p);
3426                 }
3427         }
3428         slab_unlock(page);
3429         kfree(map);
3430 #endif
3431 }
3432
3433 /*
3434  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3435  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3436  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3437  */
3438 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3439 {
3440         struct page *page, *h;
3441
3442         BUG_ON(irqs_disabled());
3443         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3444         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3445                 if (!page->inuse) {
3446                         remove_partial(n, page);
3447                         discard_slab(s, page);
3448                 } else {
3449                         list_slab_objects(s, page,
3450                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3451                 }
3452         }
3453         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3454 }
3455
3456 /*
3457  * Release all resources used by a slab cache.
3458  */
3459 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3460 {
3461         int node;
3462         struct kmem_cache_node *n;
3463
3464         flush_all(s);
3465         /* Attempt to free all objects */
3466         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3467                 free_partial(s, n);
3468                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3469                         return 1;
3470         }
3471         return 0;
3472 }
3473
3474 /********************************************************************
3475  *              Kmalloc subsystem
3476  *******************************************************************/
3477
3478 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3479 {
3480         get_option(&str, &slub_min_order);
3481
3482         return 1;
3483 }
3484
3485 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3486
3487 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3488 {
3489         get_option(&str, &slub_max_order);
3490         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3491
3492         return 1;
3493 }
3494
3495 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3496
3497 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3498 {
3499         get_option(&str, &slub_min_objects);
3500
3501         return 1;
3502 }
3503
3504 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3505
3506 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3507 {
3508         struct kmem_cache *s;
3509         void *ret;
3510
3511         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3512                 return kmalloc_large(size, flags);
3513
3514         s = kmalloc_slab(size, flags);
3515
3516         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3517                 return s;
3518
3519         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3520
3521         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3522
3523         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3524
3525         return ret;
3526 }
3527 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3528
3529 #ifdef CONFIG_NUMA
3530 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3531 {
3532         struct page *page;
3533         void *ptr = NULL;
3534
3535         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3536         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3537         if (page)
3538                 ptr = page_address(page);
3539
3540         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3541         return ptr;
3542 }
3543
3544 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3545 {
3546         struct kmem_cache *s;
3547         void *ret;
3548
3549         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3550                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3551
3552                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3553                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3554                                    flags, node);
3555
3556                 return ret;
3557         }
3558
3559         s = kmalloc_slab(size, flags);
3560
3561         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3562                 return s;
3563
3564         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3565
3566         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3567
3568         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3569
3570         return ret;
3571 }
3572 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3573 #endif
3574
3575 static size_t __ksize(const void *object)
3576 {
3577         struct page *page;
3578
3579         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3580                 return 0;
3581
3582         page = virt_to_head_page(object);
3583
3584         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3585                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3586                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3587         }
3588
3589         return slab_ksize(page->slab_cache);
3590 }
3591
3592 size_t ksize(const void *object)
3593 {
3594         size_t size = __ksize(object);
3595         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3596            so we need unpoison this area. */
3597         kasan_krealloc(object, size);
3598         return size;
3599 }
3600 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3601
3602 void kfree(const void *x)
3603 {
3604         struct page *page;
3605         void *object = (void *)x;
3606
3607         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3608
3609         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3610                 return;
3611
3612         page = virt_to_head_page(x);
3613         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3614                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3615                 kfree_hook(x);
3616                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3617                 return;
3618         }
3619         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3620 }
3621 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3622
3623 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3624
3625 /*
3626  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3627  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3628  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3629  *
3630  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3631  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3632  * are freed in them.
3633  */
3634 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3635 {
3636         int node;
3637         int i;
3638         struct kmem_cache_node *n;
3639         struct page *page;
3640         struct page *t;
3641         struct list_head discard;
3642         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3643         unsigned long flags;
3644         int ret = 0;
3645
3646         if (deactivate) {
3647                 /*
3648                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3649                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3650                  */
3651                 s->cpu_partial = 0;
3652                 s->min_partial = 0;
3653
3654                 /*
3655                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3656                  * so we have to make sure the change is visible.
3657                  */
3658                 kick_all_cpus_sync();
3659         }
3660
3661         flush_all(s);
3662         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3663                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3664                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3665                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3666
3667                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3668
3669                 /*
3670                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3671                  *
3672                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3673                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3674                  */
3675                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3676                         int free = page->objects - page->inuse;
3677
3678                         /* Do not reread page->inuse */
3679                         barrier();
3680
3681                         /* We do not keep full slabs on the list */
3682                         BUG_ON(free <= 0);
3683
3684                         if (free == page->objects) {
3685                                 list_move(&page->lru, &discard);
3686                                 n->nr_partial--;
3687                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3688                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3689                 }
3690
3691                 /*
3692                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3693                  * partial list.
3694                  */
3695                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3696                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3697
3698                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3699
3700                 /* Release empty slabs */
3701                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3702                         discard_slab(s, page);
3703
3704                 if (slabs_node(s, node))
3705                         ret = 1;
3706         }
3707
3708         return ret;
3709 }
3710
3711 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3712 {
3713         struct kmem_cache *s;
3714
3715         mutex_lock(&slab_mutex);
3716         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3717                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3718         mutex_unlock(&slab_mutex);
3719
3720         return 0;
3721 }
3722
3723 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3724 {
3725         struct kmem_cache_node *n;
3726         struct kmem_cache *s;
3727         struct memory_notify *marg = arg;
3728         int offline_node;
3729
3730         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3731
3732         /*
3733          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3734          * for it yet.
3735          */
3736         if (offline_node < 0)
3737                 return;
3738
3739         mutex_lock(&slab_mutex);
3740         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3741                 n = get_node(s, offline_node);
3742                 if (n) {
3743                         /*
3744                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3745                          * that is going down. We were unable to free them,
3746                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3747                          * callback. So, we must fail.
3748                          */
3749                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3750
3751                         s->node[offline_node] = NULL;
3752                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3753                 }
3754         }
3755         mutex_unlock(&slab_mutex);
3756 }
3757
3758 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3759 {
3760         struct kmem_cache_node *n;
3761         struct kmem_cache *s;
3762         struct memory_notify *marg = arg;
3763         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3764         int ret = 0;
3765
3766         /*
3767          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3768          * already created. Nothing to do.
3769          */
3770         if (nid < 0)
3771                 return 0;
3772
3773         /*
3774          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3775          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3776          * online.
3777          */
3778         mutex_lock(&slab_mutex);
3779         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3780                 /*
3781                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3782                  *      since memory is not yet available from the node that
3783                  *      is brought up.
3784                  */
3785                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3786                 if (!n) {
3787                         ret = -ENOMEM;
3788                         goto out;
3789                 }
3790                 init_kmem_cache_node(n);
3791                 s->node[nid] = n;
3792         }
3793 out:
3794         mutex_unlock(&slab_mutex);
3795         return ret;
3796 }
3797
3798 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3799                                 unsigned long action, void *arg)
3800 {
3801         int ret = 0;
3802
3803         switch (action) {
3804         case MEM_GOING_ONLINE:
3805                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3806                 break;
3807         case MEM_GOING_OFFLINE:
3808                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3809                 break;
3810         case MEM_OFFLINE:
3811         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3812                 slab_mem_offline_callback(arg);
3813                 break;
3814         case MEM_ONLINE:
3815         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3816                 break;
3817         }
3818         if (ret)
3819                 ret = notifier_from_errno(ret);
3820         else
3821                 ret = NOTIFY_OK;
3822         return ret;
3823 }
3824
3825 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3826         .notifier_call = slab_memory_callback,
3827         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3828 };
3829
3830 /********************************************************************
3831  *                      Basic setup of slabs
3832  *******************************************************************/
3833
3834 /*
3835  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3836  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3837  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3838  */
3839
3840 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3841 {
3842         int node;
3843         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3844         struct kmem_cache_node *n;
3845
3846         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3847
3848         /*
3849          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3850          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3851          * IPIs around.
3852          */
3853         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3854         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3855                 struct page *p;
3856
3857                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3858                         p->slab_cache = s;
3859
3860 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3861                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3862                         p->slab_cache = s;
3863 #endif
3864         }
3865         slab_init_memcg_params(s);
3866         list_add(&s->list, &slab_caches);
3867         return s;
3868 }
3869
3870 void __init kmem_cache_init(void)
3871 {
3872         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3873                 boot_kmem_cache_node;
3874
3875         if (debug_guardpage_minorder())
3876                 slub_max_order = 0;
3877
3878         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3879         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3880
3881         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3882                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3883
3884         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3885
3886         /* Able to allocate the per node structures */
3887         slab_state = PARTIAL;
3888
3889         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3890                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3891                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3892                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3893
3894         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3895
3896         /*
3897          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3898          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3899          * update any list pointers.
3900          */
3901         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3902
3903         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3904         setup_kmalloc_cache_index_table();
3905         create_kmalloc_caches(0);
3906
3907 #ifdef CONFIG_SMP
3908         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3909 #endif
3910
3911         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3912                 cache_line_size(),
3913                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3914                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3915 }
3916
3917 void __init kmem_cache_init_late(void)
3918 {
3919 }
3920
3921 struct kmem_cache *
3922 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3923                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3924 {
3925         struct kmem_cache *s, *c;
3926
3927         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3928         if (s) {
3929                 s->refcount++;
3930
3931                 /*
3932                  * Adjust the object sizes so that we clear
3933                  * the complete object on kzalloc.
3934                  */
3935                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3936                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3937
3938                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3939                         c->object_size = s->object_size;
3940                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3941                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3942                 }
3943
3944                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3945                         s->refcount--;
3946                         s = NULL;
3947                 }
3948         }
3949
3950         return s;
3951 }
3952
3953 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3954 {
3955         int err;
3956
3957         err = kmem_cache_open(s, flags);
3958         if (err)
3959                 return err;
3960
3961         /* Mutex is not taken during early boot */
3962         if (slab_state <= UP)
3963                 return 0;
3964
3965         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3966         err = sysfs_slab_add(s);
3967         if (err)
3968                 __kmem_cache_release(s);
3969
3970         return err;
3971 }
3972
3973 #ifdef CONFIG_SMP
3974 /*
3975  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3976  * necessary.
3977  */
3978 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3979                 unsigned long action, void *hcpu)
3980 {
3981         long cpu = (long)hcpu;
3982         struct kmem_cache *s;
3983         unsigned long flags;
3984
3985         switch (action) {
3986         case CPU_UP_CANCELED:
3987         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3988         case CPU_DEAD:
3989         case CPU_DEAD_FROZEN:
3990                 mutex_lock(&slab_mutex);
3991                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3992                         local_irq_save(flags);
3993                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3994                         local_irq_restore(flags);
3995                 }
3996                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3997                 break;
3998         default:
3999                 break;
4000         }
4001         return NOTIFY_OK;
4002 }
4003
4004 static struct notifier_block slab_notifier = {
4005         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4006 };
4007
4008 #endif
4009
4010 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4011 {
4012         struct kmem_cache *s;
4013         void *ret;
4014
4015         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4016                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4017
4018         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4019
4020         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4021                 return s;
4022
4023         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4024
4025         /* Honor the call site pointer we received. */
4026         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4027
4028         return ret;
4029 }
4030
4031 #ifdef CONFIG_NUMA
4032 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4033                                         int node, unsigned long caller)
4034 {
4035         struct kmem_cache *s;
4036         void *ret;
4037
4038         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4039                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4040
4041                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4042                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4043                                    gfpflags, node);
4044
4045                 return ret;
4046         }
4047
4048         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4049
4050         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4051                 return s;
4052
4053         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4054
4055         /* Honor the call site pointer we received. */
4056         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4057
4058         return ret;
4059 }
4060 #endif
4061
4062 #ifdef CONFIG_SYSFS
4063 static int count_inuse(struct page *page)
4064 {
4065         return page->inuse;
4066 }
4067
4068 static int count_total(struct page *page)
4069 {
4070         return page->objects;
4071 }
4072 #endif
4073
4074 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4075 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4076                                                 unsigned long *map)
4077 {
4078         void *p;
4079         void *addr = page_address(page);
4080
4081         if (!check_slab(s, page) ||
4082                         !on_freelist(s, page, NULL))
4083                 return 0;
4084
4085         /* Now we know that a valid freelist exists */
4086         bitmap_zero(map, page->objects);
4087
4088         get_map(s, page, map);
4089         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4090                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4091                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4092                                 return 0;
4093         }
4094
4095         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4096                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4097                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4098                                 return 0;
4099         return 1;
4100 }
4101
4102 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4103                                                 unsigned long *map)
4104 {
4105         slab_lock(page);
4106         validate_slab(s, page, map);
4107         slab_unlock(page);
4108 }
4109
4110 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4111                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4112 {
4113         unsigned long count = 0;
4114         struct page *page;
4115         unsigned long flags;
4116
4117         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4118
4119         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4120                 validate_slab_slab(s, page, map);
4121                 count++;
4122         }
4123         if (count != n->nr_partial)
4124                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4125                        s->name, count, n->nr_partial);
4126
4127         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4128                 goto out;
4129
4130         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4131                 validate_slab_slab(s, page, map);
4132                 count++;
4133         }
4134         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4135                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4136                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4137
4138 out:
4139         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4140         return count;
4141 }
4142
4143 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4144 {
4145         int node;
4146         unsigned long count = 0;
4147         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4148                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4149         struct kmem_cache_node *n;
4150
4151         if (!map)
4152                 return -ENOMEM;
4153
4154         flush_all(s);
4155         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4156                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4157         kfree(map);
4158         return count;
4159 }
4160 /*
4161  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4162  * and freed.
4163  */
4164
4165 struct location {
4166         unsigned long count;
4167         unsigned long addr;
4168         long long sum_time;
4169         long min_time;
4170         long max_time;
4171         long min_pid;
4172         long max_pid;
4173         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4174         nodemask_t nodes;
4175 };
4176
4177 struct loc_track {
4178         unsigned long max;
4179         unsigned long count;
4180         struct location *loc;
4181 };
4182
4183 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4184 {
4185         if (t->max)
4186                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4187                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4188 }
4189
4190 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4191 {
4192         struct location *l;
4193         int order;
4194
4195         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4196
4197         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4198         if (!l)
4199                 return 0;
4200
4201         if (t->count) {
4202                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4203                 free_loc_track(t);
4204         }
4205         t->max = max;
4206         t->loc = l;
4207         return 1;
4208 }
4209
4210 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4211                                 const struct track *track)
4212 {
4213         long start, end, pos;
4214         struct location *l;
4215         unsigned long caddr;
4216         unsigned long age = jiffies - track->when;
4217
4218         start = -1;
4219         end = t->count;
4220
4221         for ( ; ; ) {
4222                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4223
4224                 /*
4225                  * There is nothing at "end". If we end up there
4226                  * we need to add something to before end.
4227                  */
4228                 if (pos == end)
4229                         break;
4230
4231                 caddr = t->loc[pos].addr;
4232                 if (track->addr == caddr) {
4233
4234                         l = &t->loc[pos];
4235                         l->count++;
4236                         if (track->when) {
4237                                 l->sum_time += age;
4238                                 if (age < l->min_time)
4239                                         l->min_time = age;
4240                                 if (age > l->max_time)
4241                                         l->max_time = age;
4242
4243                                 if (track->pid < l->min_pid)
4244                                         l->min_pid = track->pid;
4245                                 if (track->pid > l->max_pid)
4246                                         l->max_pid = track->pid;
4247
4248                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4249                                                 to_cpumask(l->cpus));
4250                         }
4251                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4252                         return 1;
4253                 }
4254
4255                 if (track->addr < caddr)
4256                         end = pos;
4257                 else
4258                         start = pos;
4259         }
4260
4261         /*
4262          * Not found. Insert new tracking element.
4263          */
4264         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4265                 return 0;
4266
4267         l = t->loc + pos;
4268         if (pos < t->count)
4269                 memmove(l + 1, l,
4270                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4271         t->count++;
4272         l->count = 1;
4273         l->addr = track->addr;
4274         l->sum_time = age;
4275         l->min_time = age;
4276         l->max_time = age;
4277         l->min_pid = track->pid;
4278         l->max_pid = track->pid;
4279         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4280         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4281         nodes_clear(l->nodes);
4282         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4283         return 1;
4284 }
4285
4286 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4287                 struct page *page, enum track_item alloc,
4288                 unsigned long *map)
4289 {
4290         void *addr = page_address(page);
4291         void *p;
4292
4293         bitmap_zero(map, page->objects);
4294         get_map(s, page, map);
4295
4296         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4297                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4298                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4299 }
4300
4301 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4302                                         enum track_item alloc)
4303 {
4304         int len = 0;
4305         unsigned long i;
4306         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4307         int node;
4308         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4309                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4310         struct kmem_cache_node *n;
4311
4312         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4313                                      GFP_TEMPORARY)) {
4314                 kfree(map);
4315                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4316         }
4317         /* Push back cpu slabs */
4318         flush_all(s);
4319
4320         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4321                 unsigned long flags;
4322                 struct page *page;
4323
4324                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4325                         continue;
4326
4327                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4328                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4329                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4330                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4331                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4332                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4333         }
4334
4335         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4336                 struct location *l = &t.loc[i];
4337
4338                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4339                         break;
4340                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4341
4342                 if (l->addr)
4343                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4344                 else
4345                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4346
4347                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4348                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4349                                 l->min_time,
4350                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4351                                 l->max_time);
4352                 } else
4353                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4354                                 l->min_time);
4355
4356                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4357                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4358                                 l->min_pid, l->max_pid);
4359                 else
4360                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4361                                 l->min_pid);
4362
4363                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4364                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4365                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4366                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4367                                          " cpus=%*pbl",
4368                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4369
4370                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4371                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4372                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4373                                          " nodes=%*pbl",
4374                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4375
4376                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4377         }
4378
4379         free_loc_track(&t);
4380         kfree(map);
4381         if (!t.count)
4382                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4383         return len;
4384 }
4385 #endif
4386
4387 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4388 static void __init resiliency_test(void)
4389 {
4390         u8 *p;
4391
4392         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4393
4394         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4395         pr_err("-----------------------\n");
4396         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4397
4398         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4399         p[16] = 0x12;
4400         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4401                p + 16);
4402
4403         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4404
4405         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4406         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4407         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4408         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4409                p);
4410         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4411
4412         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4413         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4414         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4415         *p = 0x56;
4416         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4417                p);
4418         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4419         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4420
4421         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4422         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4423         kfree(p);
4424         *p = 0x78;
4425         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4426         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4427
4428         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4429         kfree(p);
4430         p[50] = 0x9a;
4431         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4432         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4433
4434         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4435         kfree(p);
4436         p[512] = 0xab;
4437         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4438         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4439 }
4440 #else
4441 #ifdef CONFIG_SYSFS
4442 static void resiliency_test(void) {};
4443 #endif
4444 #endif
4445
4446 #ifdef CONFIG_SYSFS
4447 enum slab_stat_type {
4448         SL_ALL,                 /* All slabs */
4449         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4450         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4451         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4452         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4453 };
4454
4455 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4456 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4457 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4458 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4459 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4460
4461 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4462                             char *buf, unsigned long flags)
4463 {
4464         unsigned long total = 0;
4465         int node;
4466         int x;
4467         unsigned long *nodes;
4468
4469         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4470         if (!nodes)
4471                 return -ENOMEM;
4472
4473         if (flags & SO_CPU) {
4474                 int cpu;
4475
4476                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4477                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4478                                                                cpu);
4479                         int node;
4480                         struct page *page;
4481
4482                         page = READ_ONCE(c->page);
4483                         if (!page)
4484                                 continue;
4485
4486                         node = page_to_nid(page);
4487                         if (flags & SO_TOTAL)
4488                                 x = page->objects;
4489                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4490                                 x = page->inuse;
4491                         else
4492                                 x = 1;
4493
4494                         total += x;
4495                         nodes[node] += x;
4496
4497                         page = READ_ONCE(c->partial);
4498                         if (page) {
4499                                 node = page_to_nid(page);
4500                                 if (flags & SO_TOTAL)
4501                                         WARN_ON_ONCE(1);
4502                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4503                                         WARN_ON_ONCE(1);
4504                                 else
4505                                         x = page->pages;
4506                                 total += x;
4507                                 nodes[node] += x;
4508                         }
4509                 }
4510         }
4511
4512         get_online_mems();
4513 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4514         if (flags & SO_ALL) {
4515                 struct kmem_cache_node *n;
4516
4517                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4518
4519                         if (flags & SO_TOTAL)
4520                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4521                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4522                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4523                                         count_partial(n, count_free);
4524                         else
4525                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4526                         total += x;
4527                         nodes[node] += x;
4528                 }
4529
4530         } else
4531 #endif
4532         if (flags & SO_PARTIAL) {
4533                 struct kmem_cache_node *n;
4534
4535                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4536                         if (flags & SO_TOTAL)
4537                                 x = count_partial(n, count_total);
4538                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4539                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4540                         else
4541                                 x = n->nr_partial;
4542                         total += x;
4543                         nodes[node] += x;
4544                 }
4545         }
4546         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4547 #ifdef CONFIG_NUMA
4548         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4549                 if (nodes[node])
4550                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4551                                         node, nodes[node]);
4552 #endif
4553         put_online_mems();
4554         kfree(nodes);
4555         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4556 }
4557
4558 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4559 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4560 {
4561         int node;
4562         struct kmem_cache_node *n;
4563
4564         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4565                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4566                         return 1;
4567
4568         return 0;
4569 }
4570 #endif
4571
4572 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4573 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4574
4575 struct slab_attribute {
4576         struct attribute attr;
4577         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4578         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4579 };
4580
4581 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4582         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4583         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4584
4585 #define SLAB_ATTR(_name) \
4586         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4587         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4588
4589 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4590 {
4591         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4592 }
4593 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4594
4595 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4596 {
4597         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4598 }
4599 SLAB_ATTR_RO(align);
4600
4601 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4602 {
4603         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4604 }
4605 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4606
4607 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4608 {
4609         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4610 }
4611 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4612
4613 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4614                                 const char *buf, size_t length)
4615 {
4616         unsigned long order;
4617         int err;
4618
4619         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4620         if (err)
4621                 return err;
4622
4623         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4624                 return -EINVAL;
4625
4626         calculate_sizes(s, order);
4627         return length;
4628 }
4629
4630 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4631 {
4632         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4633 }
4634 SLAB_ATTR(order);
4635
4636 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4637 {
4638         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4639 }
4640
4641 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4642                                  size_t length)
4643 {
4644         unsigned long min;
4645         int err;
4646
4647         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4648         if (err)
4649                 return err;
4650
4651         set_min_partial(s, min);
4652         return length;
4653 }
4654 SLAB_ATTR(min_partial);
4655
4656 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4657 {
4658         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4659 }
4660
4661 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4662                                  size_t length)
4663 {
4664         unsigned long objects;
4665         int err;
4666
4667         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4668         if (err)
4669                 return err;
4670         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4671                 return -EINVAL;
4672
4673         s->cpu_partial = objects;
4674         flush_all(s);
4675         return length;
4676 }
4677 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4678
4679 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4680 {
4681         if (!s->ctor)
4682                 return 0;
4683         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4684 }
4685 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4686
4687 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4688 {
4689         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4690 }
4691 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4692
4693 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4694 {
4695         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4696 }
4697 SLAB_ATTR_RO(partial);
4698
4699 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4700 {
4701         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4702 }
4703 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4704
4705 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4706 {
4707         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4708 }
4709 SLAB_ATTR_RO(objects);
4710
4711 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4712 {
4713         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4714 }
4715 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4716
4717 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4718 {
4719         int objects = 0;
4720         int pages = 0;
4721         int cpu;
4722         int len;
4723
4724         for_each_online_cpu(cpu) {
4725                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4726
4727                 if (page) {
4728                         pages += page->pages;
4729                         objects += page->pobjects;
4730                 }
4731         }
4732
4733         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4734
4735 #ifdef CONFIG_SMP
4736         for_each_online_cpu(cpu) {
4737                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4738
4739                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4740                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4741                                 page->pobjects, page->pages);
4742         }
4743 #endif
4744         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4745 }
4746 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4747
4748 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4749 {
4750         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4751 }
4752
4753 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4754                                 const char *buf, size_t length)
4755 {
4756         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4757         if (buf[0] == '1')
4758                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4759         return length;
4760 }
4761 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4762
4763 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4766 }
4767 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4768
4769 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4770 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4771 {
4772         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4773 }
4774 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4775 #endif
4776
4777 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4778 {
4779         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4780 }
4781 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4782
4783 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4784 {
4785         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4786 }
4787 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4788
4789 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4790 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4791 {
4792         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4793 }
4794 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4795
4796 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4797 {
4798         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4799 }
4800 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4801
4802 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4803 {
4804         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
4805 }
4806
4807 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4808                                 const char *buf, size_t length)
4809 {
4810         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
4811         if (buf[0] == '1') {
4812                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4813                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
4814         }
4815         return length;
4816 }
4817 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4818
4819 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4820 {
4821         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4822 }
4823
4824 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4825                                                         size_t length)
4826 {
4827         /*
4828          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4829          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4830          * cache into an umergeable one.
4831          */
4832         if (s->refcount > 1)
4833                 return -EINVAL;
4834
4835         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4836         if (buf[0] == '1') {
4837                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4838                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4839         }
4840         return length;
4841 }
4842 SLAB_ATTR(trace);
4843
4844 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4845 {
4846         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4847 }
4848
4849 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4850                                 const char *buf, size_t length)
4851 {
4852         if (any_slab_objects(s))
4853                 return -EBUSY;
4854
4855         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4856         if (buf[0] == '1') {
4857                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4858         }
4859         calculate_sizes(s, -1);
4860         return length;
4861 }
4862 SLAB_ATTR(red_zone);
4863
4864 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4865 {
4866         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4867 }
4868
4869 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4870                                 const char *buf, size_t length)
4871 {
4872         if (any_slab_objects(s))
4873                 return -EBUSY;
4874
4875         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4876         if (buf[0] == '1') {
4877                 s->flags |= SLAB_POISON;
4878         }
4879         calculate_sizes(s, -1);
4880         return length;
4881 }
4882 SLAB_ATTR(poison);
4883
4884 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4885 {
4886         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4887 }
4888
4889 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4890                                 const char *buf, size_t length)
4891 {
4892         if (any_slab_objects(s))
4893                 return -EBUSY;
4894
4895         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4896         if (buf[0] == '1') {
4897                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4898                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4899         }
4900         calculate_sizes(s, -1);
4901         return length;
4902 }
4903 SLAB_ATTR(store_user);
4904
4905 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4906 {
4907         return 0;
4908 }
4909
4910 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4911                         const char *buf, size_t length)
4912 {
4913         int ret = -EINVAL;
4914
4915         if (buf[0] == '1') {
4916                 ret = validate_slab_cache(s);
4917                 if (ret >= 0)
4918                         ret = length;
4919         }
4920         return ret;
4921 }
4922 SLAB_ATTR(validate);
4923
4924 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4925 {
4926         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4927                 return -ENOSYS;
4928         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4929 }
4930 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4931
4932 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4933 {
4934         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4935                 return -ENOSYS;
4936         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4937 }
4938 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4939 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4940
4941 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4942 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4943 {
4944         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4945 }
4946
4947 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4948                                                         size_t length)
4949 {
4950         if (s->refcount > 1)
4951                 return -EINVAL;
4952
4953         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4954         if (buf[0] == '1')
4955                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4956         return length;
4957 }
4958 SLAB_ATTR(failslab);
4959 #endif
4960
4961 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4962 {
4963         return 0;
4964 }
4965
4966 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4967                         const char *buf, size_t length)
4968 {
4969         if (buf[0] == '1')
4970                 kmem_cache_shrink(s);
4971         else
4972                 return -EINVAL;
4973         return length;
4974 }
4975 SLAB_ATTR(shrink);
4976
4977 #ifdef CONFIG_NUMA
4978 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4979 {
4980         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4981 }
4982
4983 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4984                                 const char *buf, size_t length)
4985 {
4986         unsigned long ratio;
4987         int err;
4988
4989         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4990         if (err)
4991                 return err;
4992
4993         if (ratio <= 100)
4994                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4995
4996         return length;
4997 }
4998 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4999 #endif
5000
5001 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5002 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5003 {
5004         unsigned long sum  = 0;
5005         int cpu;
5006         int len;
5007         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5008
5009         if (!data)
5010                 return -ENOMEM;
5011
5012         for_each_online_cpu(cpu) {
5013                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5014
5015                 data[cpu] = x;
5016                 sum += x;
5017         }
5018
5019         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5020
5021 #ifdef CONFIG_SMP
5022         for_each_online_cpu(cpu) {
5023                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5024                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5025         }
5026 #endif
5027         kfree(data);
5028         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5029 }
5030
5031 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5032 {
5033         int cpu;
5034
5035         for_each_online_cpu(cpu)
5036                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5037 }
5038
5039 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5040 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5041 {                                                               \
5042         return show_stat(s, buf, si);                           \
5043 }                                                               \
5044 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5045                                 const char *buf, size_t length) \
5046 {                                                               \
5047         if (buf[0] != '0')                                      \
5048                 return -EINVAL;                                 \
5049         clear_stat(s, si);                                      \
5050         return length;                                          \
5051 }                                                               \
5052 SLAB_ATTR(text);                                                \
5053
5054 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5055 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5056 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5057 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5058 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5059 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5060 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5061 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5062 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5063 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5064 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5065 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5066 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5067 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5068 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5069 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5070 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5071 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5072 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5073 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5074 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5075 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5076 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5077 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5078 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5079 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5080 #endif
5081
5082 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5083         &slab_size_attr.attr,
5084         &object_size_attr.attr,
5085         &objs_per_slab_attr.attr,
5086         &order_attr.attr,
5087         &min_partial_attr.attr,
5088         &cpu_partial_attr.attr,
5089         &objects_attr.attr,
5090         &objects_partial_attr.attr,
5091         &partial_attr.attr,
5092         &cpu_slabs_attr.attr,
5093         &ctor_attr.attr,
5094         &aliases_attr.attr,
5095         &align_attr.attr,
5096         &hwcache_align_attr.attr,
5097         &reclaim_account_attr.attr,
5098         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5099         &shrink_attr.attr,
5100         &reserved_attr.attr,
5101         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5102 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5103         &total_objects_attr.attr,
5104         &slabs_attr.attr,
5105         &sanity_checks_attr.attr,
5106         &trace_attr.attr,
5107         &red_zone_attr.attr,
5108         &poison_attr.attr,
5109         &store_user_attr.attr,
5110         &validate_attr.attr,
5111         &alloc_calls_attr.attr,
5112         &free_calls_attr.attr,
5113 #endif
5114 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5115         &cache_dma_attr.attr,
5116 #endif
5117 #ifdef CONFIG_NUMA
5118         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5119 #endif
5120 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5121         &alloc_fastpath_attr.attr,
5122         &alloc_slowpath_attr.attr,
5123         &free_fastpath_attr.attr,
5124         &free_slowpath_attr.attr,
5125         &free_frozen_attr.attr,
5126         &free_add_partial_attr.attr,
5127         &free_remove_partial_attr.attr,
5128         &alloc_from_partial_attr.attr,
5129         &alloc_slab_attr.attr,
5130         &alloc_refill_attr.attr,
5131         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5132         &free_slab_attr.attr,
5133         &cpuslab_flush_attr.attr,
5134         &deactivate_full_attr.attr,
5135         &deactivate_empty_attr.attr,
5136         &deactivate_to_head_attr.attr,
5137         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5138         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5139         &deactivate_bypass_attr.attr,
5140         &order_fallback_attr.attr,
5141         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5142         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5143         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5144         &cpu_partial_free_attr.attr,
5145         &cpu_partial_node_attr.attr,
5146         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5147 #endif
5148 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5149         &failslab_attr.attr,
5150 #endif
5151
5152         NULL
5153 };
5154
5155 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5156         .attrs = slab_attrs,
5157 };
5158
5159 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5160                                 struct attribute *attr,
5161                                 char *buf)
5162 {
5163         struct slab_attribute *attribute;
5164         struct kmem_cache *s;
5165         int err;
5166
5167         attribute = to_slab_attr(attr);
5168         s = to_slab(kobj);
5169
5170         if (!attribute->show)
5171                 return -EIO;
5172
5173         err = attribute->show(s, buf);
5174
5175         return err;
5176 }
5177
5178 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5179                                 struct attribute *attr,
5180                                 const char *buf, size_t len)
5181 {
5182         struct slab_attribute *attribute;
5183         struct kmem_cache *s;
5184         int err;
5185
5186         attribute = to_slab_attr(attr);
5187         s = to_slab(kobj);
5188
5189         if (!attribute->store)
5190                 return -EIO;
5191
5192         err = attribute->store(s, buf, len);
5193 #ifdef CONFIG_MEMCG
5194         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5195                 struct kmem_cache *c;
5196
5197                 mutex_lock(&slab_mutex);
5198                 if (s->max_attr_size < len)
5199                         s->max_attr_size = len;
5200
5201                 /*
5202                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5203                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5204                  * basically because not all attributes will have a well
5205                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5206                  * have permanent effects.
5207                  *
5208                  * Returning the error value of any of the children that fail
5209                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5210                  * error code won't be able to know anything about the state of
5211                  * the cache.
5212                  *
5213                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5214                  * has well defined semantics. The cache being written to
5215                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5216                  * through the descendants with best-effort propagation.
5217                  */
5218                 for_each_memcg_cache(c, s)
5219                         attribute->store(c, buf, len);
5220                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5221         }
5222 #endif
5223         return err;
5224 }
5225
5226 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5227 {
5228 #ifdef CONFIG_MEMCG
5229         int i;
5230         char *buffer = NULL;
5231         struct kmem_cache *root_cache;
5232
5233         if (is_root_cache(s))
5234                 return;
5235
5236         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5237
5238         /*
5239          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5240          * in copying default values around
5241          */
5242         if (!root_cache->max_attr_size)
5243                 return;
5244
5245         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5246                 char mbuf[64];
5247                 char *buf;
5248                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5249
5250                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5251                         continue;
5252
5253                 /*
5254                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5255                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5256                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5257                  *
5258                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5259                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5260                  * theoretically happen.
5261                  */
5262                 if (buffer)
5263                         buf = buffer;
5264                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5265                         buf = mbuf;
5266                 else {
5267                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5268                         if (WARN_ON(!buffer))
5269                                 continue;
5270                         buf = buffer;
5271                 }
5272
5273                 attr->show(root_cache, buf);
5274                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5275         }
5276
5277         if (buffer)
5278                 free_page((unsigned long)buffer);
5279 #endif
5280 }
5281
5282 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5283 {
5284         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5285 }
5286
5287 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5288         .show = slab_attr_show,
5289         .store = slab_attr_store,
5290 };
5291
5292 static struct kobj_type slab_ktype = {
5293         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5294         .release = kmem_cache_release,
5295 };
5296
5297 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5298 {
5299         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5300
5301         if (ktype == &slab_ktype)
5302                 return 1;
5303         return 0;
5304 }
5305
5306 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5307         .filter = uevent_filter,
5308 };
5309
5310 static struct kset *slab_kset;
5311
5312 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5313 {
5314 #ifdef CONFIG_MEMCG
5315         if (!is_root_cache(s))
5316                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5317 #endif
5318         return slab_kset;
5319 }
5320
5321 #define ID_STR_LENGTH 64
5322
5323 /* Create a unique string id for a slab cache:
5324  *
5325  * Format       :[flags-]size
5326  */
5327 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5328 {
5329         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5330         char *p = name;
5331
5332         BUG_ON(!name);
5333
5334         *p++ = ':';
5335         /*
5336          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5337          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5338          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5339          * are matched during merging to guarantee that the id is
5340          * unique.
5341          */
5342         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5343                 *p++ = 'd';
5344         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5345                 *p++ = 'a';
5346         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5347                 *p++ = 'F';
5348         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5349                 *p++ = 't';
5350         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5351                 *p++ = 'A';
5352         if (p != name + 1)
5353                 *p++ = '-';
5354         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5355
5356         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5357         return name;
5358 }
5359
5360 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5361 {
5362         int err;
5363         const char *name;
5364         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5365
5366         if (unmergeable) {
5367                 /*
5368                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5369                  * This is typically the case for debug situations. In that
5370                  * case we can catch duplicate names easily.
5371                  */
5372                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5373                 name = s->name;
5374         } else {
5375                 /*
5376                  * Create a unique name for the slab as a target
5377                  * for the symlinks.
5378                  */
5379                 name = create_unique_id(s);
5380         }
5381
5382         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5383         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5384         if (err)
5385                 goto out;
5386
5387         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5388         if (err)
5389                 goto out_del_kobj;
5390
5391 #ifdef CONFIG_MEMCG
5392         if (is_root_cache(s)) {
5393                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5394                 if (!s->memcg_kset) {
5395                         err = -ENOMEM;
5396                         goto out_del_kobj;
5397                 }
5398         }
5399 #endif
5400
5401         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5402         if (!unmergeable) {
5403                 /* Setup first alias */
5404                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5405         }
5406 out:
5407         if (!unmergeable)
5408                 kfree(name);
5409         return err;
5410 out_del_kobj:
5411         kobject_del(&s->kobj);
5412         goto out;
5413 }
5414
5415 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5416 {
5417         if (slab_state < FULL)
5418                 /*
5419                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5420                  * cache from sysfs.
5421                  */
5422                 return;
5423
5424 #ifdef CONFIG_MEMCG
5425         kset_unregister(s->memcg_kset);
5426 #endif
5427         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5428         kobject_del(&s->kobj);
5429         kobject_put(&s->kobj);
5430 }
5431
5432 /*
5433  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5434  * available lest we lose that information.
5435  */
5436 struct saved_alias {
5437         struct kmem_cache *s;
5438         const char *name;
5439         struct saved_alias *next;
5440 };
5441
5442 static struct saved_alias *alias_list;
5443
5444 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5445 {
5446         struct saved_alias *al;
5447
5448         if (slab_state == FULL) {
5449                 /*
5450                  * If we have a leftover link then remove it.
5451                  */
5452                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5453                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5454         }
5455
5456         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5457         if (!al)
5458                 return -ENOMEM;
5459
5460         al->s = s;
5461         al->name = name;
5462         al->next = alias_list;
5463         alias_list = al;
5464         return 0;
5465 }
5466
5467 static int __init slab_sysfs_init(void)
5468 {
5469         struct kmem_cache *s;
5470         int err;
5471
5472         mutex_lock(&slab_mutex);
5473
5474         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5475         if (!slab_kset) {
5476                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5477                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5478                 return -ENOSYS;
5479         }
5480
5481         slab_state = FULL;
5482
5483         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5484                 err = sysfs_slab_add(s);
5485                 if (err)
5486                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5487                                s->name);
5488         }
5489
5490         while (alias_list) {
5491                 struct saved_alias *al = alias_list;
5492
5493                 alias_list = alias_list->next;
5494                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5495                 if (err)
5496                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5497                                al->name);
5498                 kfree(al);
5499         }
5500
5501         mutex_unlock(&slab_mutex);
5502         resiliency_test();
5503         return 0;
5504 }
5505
5506 __initcall(slab_sysfs_init);
5507 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5508
5509 /*
5510  * The /proc/slabinfo ABI
5511  */
5512 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5513 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5514 {
5515         unsigned long nr_slabs = 0;
5516         unsigned long nr_objs = 0;
5517         unsigned long nr_free = 0;
5518         int node;
5519         struct kmem_cache_node *n;
5520
5521         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5522                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5523                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5524                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5525         }
5526
5527         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5528         sinfo->num_objs = nr_objs;
5529         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5530         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5531         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5532         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5533 }
5534
5535 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5536 {
5537 }
5538
5539 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5540                        size_t count, loff_t *ppos)
5541 {
5542         return -EIO;
5543 }
5544 #endif /* CONFIG_SLABINFO */