]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slub.c
Merge remote-tracking branch 'regulator/fix/palmas' into regulator-linus
[karo-tx-linux.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kmemcheck.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36
37 #include <trace/events/kmem.h>
38
39 #include "internal.h"
40
41 /*
42  * Lock order:
43  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
44  *   2. node->list_lock
45  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
46  *
47  *   slab_mutex
48  *
49  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
50  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
51  *
52  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
53  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
54  *   double word in the page struct. Meaning
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->counters       -> Counters of objects
57  *      C. page->frozen         -> frozen state
58  *
59  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
60  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
61  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
62  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
63  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
64  *
65  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
66  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
67  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
68  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
69  *   modified without taking the list lock).
70  *
71  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
72  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
73  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
74  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
75  *   the list lock.
76  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
77  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
78  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
79  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
80  *
81  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
82  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
83  *
84  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
85  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
86  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
87  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
88  * cannot scan all objects.
89  *
90  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
91  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
92  * fast frees and allocs.
93  *
94  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
95  *
96  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * PageError            Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
118 {
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
120         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
121 #else
122         return 0;
123 #endif
124 }
125
126 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
127 {
128 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
129         return !kmem_cache_debug(s);
130 #else
131         return false;
132 #endif
133 }
134
135 /*
136  * Issues still to be resolved:
137  *
138  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
139  *
140  * - Variable sizing of the per node arrays
141  */
142
143 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
144 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
145
146 /* Enable to log cmpxchg failures */
147 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
148
149 /*
150  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
151  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
152  */
153 #define MIN_PARTIAL 5
154
155 /*
156  * Maximum number of desirable partial slabs.
157  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
158  * sort the partial list by the number of objects in the.
159  */
160 #define MAX_PARTIAL 10
161
162 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
163                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
164
165 /*
166  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
167  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
168  * metadata.
169  */
170 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
171
172 /*
173  * Set of flags that will prevent slab merging
174  */
175 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
176                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
177                 SLAB_FAILSLAB)
178
179 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
180                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
181
182 #define OO_SHIFT        16
183 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
184 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
185
186 /* Internal SLUB flags */
187 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
188 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
189
190 #ifdef CONFIG_SMP
191 static struct notifier_block slab_notifier;
192 #endif
193
194 /*
195  * Tracking user of a slab.
196  */
197 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
198 struct track {
199         unsigned long addr;     /* Called from address */
200 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
201         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
202 #endif
203         int cpu;                /* Was running on cpu */
204         int pid;                /* Pid context */
205         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
206 };
207
208 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
209
210 #ifdef CONFIG_SYSFS
211 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
212 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
213 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
214 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
215 #else
216 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
217 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
218                                                         { return 0; }
219 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
220
221 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
222 #endif
223
224 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
225 {
226 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
227         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
228 #endif
229 }
230
231 /********************************************************************
232  *                      Core slab cache functions
233  *******************************************************************/
234
235 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
236 {
237         return s->node[node];
238 }
239
240 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
241 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
242                                 struct page *page, const void *object)
243 {
244         void *base;
245
246         if (!object)
247                 return 1;
248
249         base = page_address(page);
250         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
251                 (object - base) % s->size) {
252                 return 0;
253         }
254
255         return 1;
256 }
257
258 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
259 {
260         return *(void **)(object + s->offset);
261 }
262
263 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
264 {
265         prefetch(object + s->offset);
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         void *p;
271
272 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
273         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
274 #else
275         p = get_freepointer(s, object);
276 #endif
277         return p;
278 }
279
280 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
281 {
282         *(void **)(object + s->offset) = fp;
283 }
284
285 /* Loop over all objects in a slab */
286 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
287         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
288                         __p += (__s)->size)
289
290 /* Determine object index from a given position */
291 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
292 {
293         return (p - addr) / s->size;
294 }
295
296 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
297 {
298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
299         /*
300          * Debugging requires use of the padding between object
301          * and whatever may come after it.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
304                 return s->object_size;
305
306 #endif
307         /*
308          * If we have the need to store the freelist pointer
309          * back there or track user information then we can
310          * only use the space before that information.
311          */
312         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
313                 return s->inuse;
314         /*
315          * Else we can use all the padding etc for the allocation
316          */
317         return s->size;
318 }
319
320 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
321 {
322         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
323 }
324
325 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
326                 unsigned long size, int reserved)
327 {
328         struct kmem_cache_order_objects x = {
329                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
330         };
331
332         return x;
333 }
334
335 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x >> OO_SHIFT;
338 }
339
340 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
341 {
342         return x.x & OO_MASK;
343 }
344
345 /*
346  * Per slab locking using the pagelock
347  */
348 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
349 {
350         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
351 }
352
353 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
354 {
355         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
359 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
360                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
361                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
362                 const char *n)
363 {
364         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
365 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
366     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
367         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
368                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
369                         freelist_old, counters_old,
370                         freelist_new, counters_new))
371                 return 1;
372         } else
373 #endif
374         {
375                 slab_lock(page);
376                 if (page->freelist == freelist_old &&
377                                         page->counters == counters_old) {
378                         page->freelist = freelist_new;
379                         page->counters = counters_new;
380                         slab_unlock(page);
381                         return 1;
382                 }
383                 slab_unlock(page);
384         }
385
386         cpu_relax();
387         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
388
389 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
390         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
391 #endif
392
393         return 0;
394 }
395
396 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
397                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
398                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
399                 const char *n)
400 {
401 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
402     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
403         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
404                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
405                         freelist_old, counters_old,
406                         freelist_new, counters_new))
407                 return 1;
408         } else
409 #endif
410         {
411                 unsigned long flags;
412
413                 local_irq_save(flags);
414                 slab_lock(page);
415                 if (page->freelist == freelist_old &&
416                                         page->counters == counters_old) {
417                         page->freelist = freelist_new;
418                         page->counters = counters_new;
419                         slab_unlock(page);
420                         local_irq_restore(flags);
421                         return 1;
422                 }
423                 slab_unlock(page);
424                 local_irq_restore(flags);
425         }
426
427         cpu_relax();
428         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
429
430 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
431         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
432 #endif
433
434         return 0;
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
438 /*
439  * Determine a map of object in use on a page.
440  *
441  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
442  * not vanish from under us.
443  */
444 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
445 {
446         void *p;
447         void *addr = page_address(page);
448
449         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
450                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
451 }
452
453 /*
454  * Debug settings:
455  */
456 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
457 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
458 #else
459 static int slub_debug;
460 #endif
461
462 static char *slub_debug_slabs;
463 static int disable_higher_order_debug;
464
465 /*
466  * Object debugging
467  */
468 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
469 {
470         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
471                         length, 1);
472 }
473
474 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
475         enum track_item alloc)
476 {
477         struct track *p;
478
479         if (s->offset)
480                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
481         else
482                 p = object + s->inuse;
483
484         return p + alloc;
485 }
486
487 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
488                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
489 {
490         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
491
492         if (addr) {
493 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
494                 struct stack_trace trace;
495                 int i;
496
497                 trace.nr_entries = 0;
498                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
499                 trace.entries = p->addrs;
500                 trace.skip = 3;
501                 save_stack_trace(&trace);
502
503                 /* See rant in lockdep.c */
504                 if (trace.nr_entries != 0 &&
505                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
506                         trace.nr_entries--;
507
508                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
509                         p->addrs[i] = 0;
510 #endif
511                 p->addr = addr;
512                 p->cpu = smp_processor_id();
513                 p->pid = current->pid;
514                 p->when = jiffies;
515         } else
516                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
517 }
518
519 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
520 {
521         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
522                 return;
523
524         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
525         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
526 }
527
528 static void print_track(const char *s, struct track *t)
529 {
530         if (!t->addr)
531                 return;
532
533         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
534                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
535 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
536         {
537                 int i;
538                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
539                         if (t->addrs[i])
540                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
541                         else
542                                 break;
543         }
544 #endif
545 }
546
547 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
548 {
549         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
550                 return;
551
552         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
553         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
554 }
555
556 static void print_page_info(struct page *page)
557 {
558         printk(KERN_ERR
559                "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
560                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
561
562 }
563
564 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
565 {
566         va_list args;
567         char buf[100];
568
569         va_start(args, fmt);
570         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
571         va_end(args);
572         printk(KERN_ERR "========================================"
573                         "=====================================\n");
574         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
575         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
576                         "-------------------------------------\n\n");
577
578         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
579 }
580
581 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
582 {
583         va_list args;
584         char buf[100];
585
586         va_start(args, fmt);
587         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
588         va_end(args);
589         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
590 }
591
592 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
593 {
594         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
595         u8 *addr = page_address(page);
596
597         print_tracking(s, p);
598
599         print_page_info(page);
600
601         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
602                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
603
604         if (p > addr + 16)
605                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
606
607         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
608                                 PAGE_SIZE));
609         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
610                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
611                         s->inuse - s->object_size);
612
613         if (s->offset)
614                 off = s->offset + sizeof(void *);
615         else
616                 off = s->inuse;
617
618         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
619                 off += 2 * sizeof(struct track);
620
621         if (off != s->size)
622                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
623                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
624
625         dump_stack();
626 }
627
628 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
629                         u8 *object, char *reason)
630 {
631         slab_bug(s, "%s", reason);
632         print_trailer(s, page, object);
633 }
634
635 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
636                         const char *fmt, ...)
637 {
638         va_list args;
639         char buf[100];
640
641         va_start(args, fmt);
642         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
643         va_end(args);
644         slab_bug(s, "%s", buf);
645         print_page_info(page);
646         dump_stack();
647 }
648
649 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
650 {
651         u8 *p = object;
652
653         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
654                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
655                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
656         }
657
658         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
659                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
660 }
661
662 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
663                                                 void *from, void *to)
664 {
665         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
666         memset(from, data, to - from);
667 }
668
669 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
670                         u8 *object, char *what,
671                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
672 {
673         u8 *fault;
674         u8 *end;
675
676         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
677         if (!fault)
678                 return 1;
679
680         end = start + bytes;
681         while (end > fault && end[-1] == value)
682                 end--;
683
684         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
685         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
686                                         fault, end - 1, fault[0], value);
687         print_trailer(s, page, object);
688
689         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
690         return 0;
691 }
692
693 /*
694  * Object layout:
695  *
696  * object address
697  *      Bytes of the object to be managed.
698  *      If the freepointer may overlay the object then the free
699  *      pointer is the first word of the object.
700  *
701  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
702  *      0xa5 (POISON_END)
703  *
704  * object + s->object_size
705  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
706  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
707  *      object_size == inuse.
708  *
709  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
710  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
711  *
712  * object + s->inuse
713  *      Meta data starts here.
714  *
715  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
716  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
717  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
718  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
719  *              before the word boundary.
720  *
721  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
722  *
723  * object + s->size
724  *      Nothing is used beyond s->size.
725  *
726  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
727  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
728  * may be used with merged slabcaches.
729  */
730
731 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
732 {
733         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
734
735         if (s->offset)
736                 /* Freepointer is placed after the object. */
737                 off += sizeof(void *);
738
739         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
740                 /* We also have user information there */
741                 off += 2 * sizeof(struct track);
742
743         if (s->size == off)
744                 return 1;
745
746         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
747                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
748 }
749
750 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
751 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
752 {
753         u8 *start;
754         u8 *fault;
755         u8 *end;
756         int length;
757         int remainder;
758
759         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
760                 return 1;
761
762         start = page_address(page);
763         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
764         end = start + length;
765         remainder = length % s->size;
766         if (!remainder)
767                 return 1;
768
769         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
770         if (!fault)
771                 return 1;
772         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
773                 end--;
774
775         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
776         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
777
778         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
779         return 0;
780 }
781
782 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
783                                         void *object, u8 val)
784 {
785         u8 *p = object;
786         u8 *endobject = object + s->object_size;
787
788         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
789                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
790                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
791                         return 0;
792         } else {
793                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
794                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
795                                 endobject, POISON_INUSE,
796                                 s->inuse - s->object_size);
797                 }
798         }
799
800         if (s->flags & SLAB_POISON) {
801                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
802                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
803                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
804                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
805                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
806                         return 0;
807                 /*
808                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
809                  */
810                 check_pad_bytes(s, page, p);
811         }
812
813         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
814                 /*
815                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
816                  * freepointer while object is allocated.
817                  */
818                 return 1;
819
820         /* Check free pointer validity */
821         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
822                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
823                 /*
824                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
825                  * of the free objects in this slab. May cause
826                  * another error because the object count is now wrong.
827                  */
828                 set_freepointer(s, p, NULL);
829                 return 0;
830         }
831         return 1;
832 }
833
834 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
835 {
836         int maxobj;
837
838         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
839
840         if (!PageSlab(page)) {
841                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
842                 return 0;
843         }
844
845         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
846         if (page->objects > maxobj) {
847                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
848                         s->name, page->objects, maxobj);
849                 return 0;
850         }
851         if (page->inuse > page->objects) {
852                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
853                         s->name, page->inuse, page->objects);
854                 return 0;
855         }
856         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
857         slab_pad_check(s, page);
858         return 1;
859 }
860
861 /*
862  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
863  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
864  */
865 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
866 {
867         int nr = 0;
868         void *fp;
869         void *object = NULL;
870         unsigned long max_objects;
871
872         fp = page->freelist;
873         while (fp && nr <= page->objects) {
874                 if (fp == search)
875                         return 1;
876                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
877                         if (object) {
878                                 object_err(s, page, object,
879                                         "Freechain corrupt");
880                                 set_freepointer(s, object, NULL);
881                         } else {
882                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
883                                 page->freelist = NULL;
884                                 page->inuse = page->objects;
885                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
886                                 return 0;
887                         }
888                         break;
889                 }
890                 object = fp;
891                 fp = get_freepointer(s, object);
892                 nr++;
893         }
894
895         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
896         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
897                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
898
899         if (page->objects != max_objects) {
900                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
901                         "should be %d", page->objects, max_objects);
902                 page->objects = max_objects;
903                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
904         }
905         if (page->inuse != page->objects - nr) {
906                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
907                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
908                 page->inuse = page->objects - nr;
909                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
910         }
911         return search == NULL;
912 }
913
914 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
915                                                                 int alloc)
916 {
917         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
918                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
919                         s->name,
920                         alloc ? "alloc" : "free",
921                         object, page->inuse,
922                         page->freelist);
923
924                 if (!alloc)
925                         print_section("Object ", (void *)object,
926                                         s->object_size);
927
928                 dump_stack();
929         }
930 }
931
932 /*
933  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
934  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
935  */
936 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
937 {
938         flags &= gfp_allowed_mask;
939         lockdep_trace_alloc(flags);
940         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
941
942         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
943 }
944
945 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
946                                         gfp_t flags, void *object)
947 {
948         flags &= gfp_allowed_mask;
949         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
950         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
951 }
952
953 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
954 {
955         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
956
957         /*
958          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
959          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
960          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
961          */
962 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
963         {
964                 unsigned long flags;
965
966                 local_irq_save(flags);
967                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
968                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
969                 local_irq_restore(flags);
970         }
971 #endif
972         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
973                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
974 }
975
976 /*
977  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
978  *
979  * list_lock must be held.
980  */
981 static void add_full(struct kmem_cache *s,
982         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
983 {
984         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
985                 return;
986
987         list_add(&page->lru, &n->full);
988 }
989
990 /*
991  * list_lock must be held.
992  */
993 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
994 {
995         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
996                 return;
997
998         list_del(&page->lru);
999 }
1000
1001 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1002 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1003 {
1004         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1005
1006         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1007 }
1008
1009 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1010 {
1011         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1012 }
1013
1014 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1015 {
1016         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1017
1018         /*
1019          * May be called early in order to allocate a slab for the
1020          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1021          * dilemma by deferring the increment of the count during
1022          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1023          */
1024         if (likely(n)) {
1025                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1026                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1027         }
1028 }
1029 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1030 {
1031         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1032
1033         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1034         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1035 }
1036
1037 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1038 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1039                                                                 void *object)
1040 {
1041         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1042                 return;
1043
1044         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1045         init_tracking(s, object);
1046 }
1047
1048 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1049                                         struct page *page,
1050                                         void *object, unsigned long addr)
1051 {
1052         if (!check_slab(s, page))
1053                 goto bad;
1054
1055         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1056                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1057                 goto bad;
1058         }
1059
1060         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1061                 goto bad;
1062
1063         /* Success perform special debug activities for allocs */
1064         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1065                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1066         trace(s, page, object, 1);
1067         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1068         return 1;
1069
1070 bad:
1071         if (PageSlab(page)) {
1072                 /*
1073                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1074                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1075                  * as used avoids touching the remaining objects.
1076                  */
1077                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1078                 page->inuse = page->objects;
1079                 page->freelist = NULL;
1080         }
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1085         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1086         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1087 {
1088         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1089
1090         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1091         slab_lock(page);
1092
1093         if (!check_slab(s, page))
1094                 goto fail;
1095
1096         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1097                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1098                 goto fail;
1099         }
1100
1101         if (on_freelist(s, page, object)) {
1102                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1103                 goto fail;
1104         }
1105
1106         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1107                 goto out;
1108
1109         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1110                 if (!PageSlab(page)) {
1111                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1112                                 "outside of slab", object);
1113                 } else if (!page->slab_cache) {
1114                         printk(KERN_ERR
1115                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1116                                                 object);
1117                         dump_stack();
1118                 } else
1119                         object_err(s, page, object,
1120                                         "page slab pointer corrupt.");
1121                 goto fail;
1122         }
1123
1124         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1125                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1126         trace(s, page, object, 0);
1127         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1128 out:
1129         slab_unlock(page);
1130         /*
1131          * Keep node_lock to preserve integrity
1132          * until the object is actually freed
1133          */
1134         return n;
1135
1136 fail:
1137         slab_unlock(page);
1138         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1139         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1140         return NULL;
1141 }
1142
1143 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1144 {
1145         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1146         if (*str++ != '=' || !*str)
1147                 /*
1148                  * No options specified. Switch on full debugging.
1149                  */
1150                 goto out;
1151
1152         if (*str == ',')
1153                 /*
1154                  * No options but restriction on slabs. This means full
1155                  * debugging for slabs matching a pattern.
1156                  */
1157                 goto check_slabs;
1158
1159         if (tolower(*str) == 'o') {
1160                 /*
1161                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1162                  * would increase as a result.
1163                  */
1164                 disable_higher_order_debug = 1;
1165                 goto out;
1166         }
1167
1168         slub_debug = 0;
1169         if (*str == '-')
1170                 /*
1171                  * Switch off all debugging measures.
1172                  */
1173                 goto out;
1174
1175         /*
1176          * Determine which debug features should be switched on
1177          */
1178         for (; *str && *str != ','; str++) {
1179                 switch (tolower(*str)) {
1180                 case 'f':
1181                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1182                         break;
1183                 case 'z':
1184                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1185                         break;
1186                 case 'p':
1187                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1188                         break;
1189                 case 'u':
1190                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1191                         break;
1192                 case 't':
1193                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1194                         break;
1195                 case 'a':
1196                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1197                         break;
1198                 default:
1199                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1200                                 "unknown. skipped\n", *str);
1201                 }
1202         }
1203
1204 check_slabs:
1205         if (*str == ',')
1206                 slub_debug_slabs = str + 1;
1207 out:
1208         return 1;
1209 }
1210
1211 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1212
1213 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1214         unsigned long flags, const char *name,
1215         void (*ctor)(void *))
1216 {
1217         /*
1218          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1219          */
1220         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1221                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1222                 flags |= slub_debug;
1223
1224         return flags;
1225 }
1226 #else
1227 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1228                         struct page *page, void *object) {}
1229
1230 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1231         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1232
1233 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1234         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1235         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1236
1237 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1238                         { return 1; }
1239 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1240                         void *object, u8 val) { return 1; }
1241 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1242                                         struct page *page) {}
1243 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1244 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1245         unsigned long flags, const char *name,
1246         void (*ctor)(void *))
1247 {
1248         return flags;
1249 }
1250 #define slub_debug 0
1251
1252 #define disable_higher_order_debug 0
1253
1254 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1255                                                         { return 0; }
1256 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1257                                                         { return 0; }
1258 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1259                                                         int objects) {}
1260 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1261                                                         int objects) {}
1262
1263 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1264                                                         { return 0; }
1265
1266 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1267                 void *object) {}
1268
1269 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1270
1271 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1272
1273 /*
1274  * Slab allocation and freeing
1275  */
1276 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1277                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1278 {
1279         int order = oo_order(oo);
1280
1281         flags |= __GFP_NOTRACK;
1282
1283         if (node == NUMA_NO_NODE)
1284                 return alloc_pages(flags, order);
1285         else
1286                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1287 }
1288
1289 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1290 {
1291         struct page *page;
1292         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1293         gfp_t alloc_gfp;
1294
1295         flags &= gfp_allowed_mask;
1296
1297         if (flags & __GFP_WAIT)
1298                 local_irq_enable();
1299
1300         flags |= s->allocflags;
1301
1302         /*
1303          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1304          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1305          */
1306         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1307
1308         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1309         if (unlikely(!page)) {
1310                 oo = s->min;
1311                 /*
1312                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1313                  * Try a lower order alloc if possible
1314                  */
1315                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1316
1317                 if (page)
1318                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1319         }
1320
1321         if (kmemcheck_enabled && page
1322                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1323                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1324
1325                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1326
1327                 /*
1328                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1329                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1330                  */
1331                 if (s->ctor)
1332                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1333                 else
1334                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1335         }
1336
1337         if (flags & __GFP_WAIT)
1338                 local_irq_disable();
1339         if (!page)
1340                 return NULL;
1341
1342         page->objects = oo_objects(oo);
1343         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1344                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1345                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1346                 1 << oo_order(oo));
1347
1348         return page;
1349 }
1350
1351 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1352                                 void *object)
1353 {
1354         setup_object_debug(s, page, object);
1355         if (unlikely(s->ctor))
1356                 s->ctor(object);
1357 }
1358
1359 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1360 {
1361         struct page *page;
1362         void *start;
1363         void *last;
1364         void *p;
1365         int order;
1366
1367         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1368
1369         page = allocate_slab(s,
1370                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1371         if (!page)
1372                 goto out;
1373
1374         order = compound_order(page);
1375         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1376         memcg_bind_pages(s, order);
1377         page->slab_cache = s;
1378         __SetPageSlab(page);
1379         if (page->pfmemalloc)
1380                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1381
1382         start = page_address(page);
1383
1384         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1385                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1386
1387         last = start;
1388         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1389                 setup_object(s, page, last);
1390                 set_freepointer(s, last, p);
1391                 last = p;
1392         }
1393         setup_object(s, page, last);
1394         set_freepointer(s, last, NULL);
1395
1396         page->freelist = start;
1397         page->inuse = page->objects;
1398         page->frozen = 1;
1399 out:
1400         return page;
1401 }
1402
1403 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1404 {
1405         int order = compound_order(page);
1406         int pages = 1 << order;
1407
1408         if (kmem_cache_debug(s)) {
1409                 void *p;
1410
1411                 slab_pad_check(s, page);
1412                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1413                                                 page->objects)
1414                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1415         }
1416
1417         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1418
1419         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1420                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1421                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1422                 -pages);
1423
1424         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1425         __ClearPageSlab(page);
1426
1427         memcg_release_pages(s, order);
1428         page_mapcount_reset(page);
1429         if (current->reclaim_state)
1430                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1431         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1432 }
1433
1434 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1435         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1436
1437 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1438 {
1439         struct page *page;
1440
1441         if (need_reserve_slab_rcu)
1442                 page = virt_to_head_page(h);
1443         else
1444                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1445
1446         __free_slab(page->slab_cache, page);
1447 }
1448
1449 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1450 {
1451         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1452                 struct rcu_head *head;
1453
1454                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1455                         int order = compound_order(page);
1456                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1457
1458                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1459                         head = page_address(page) + offset;
1460                 } else {
1461                         /*
1462                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1463                          */
1464                         head = (void *)&page->lru;
1465                 }
1466
1467                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1468         } else
1469                 __free_slab(s, page);
1470 }
1471
1472 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1473 {
1474         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1475         free_slab(s, page);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Management of partially allocated slabs.
1480  *
1481  * list_lock must be held.
1482  */
1483 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1484                                 struct page *page, int tail)
1485 {
1486         n->nr_partial++;
1487         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1488                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1489         else
1490                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1491 }
1492
1493 /*
1494  * list_lock must be held.
1495  */
1496 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1497                                         struct page *page)
1498 {
1499         list_del(&page->lru);
1500         n->nr_partial--;
1501 }
1502
1503 /*
1504  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1505  * return the pointer to the freelist.
1506  *
1507  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1508  *
1509  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1510  */
1511 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1512                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1513                 int mode, int *objects)
1514 {
1515         void *freelist;
1516         unsigned long counters;
1517         struct page new;
1518
1519         /*
1520          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1521          * The old freelist is the list of objects for the
1522          * per cpu allocation list.
1523          */
1524         freelist = page->freelist;
1525         counters = page->counters;
1526         new.counters = counters;
1527         *objects = new.objects - new.inuse;
1528         if (mode) {
1529                 new.inuse = page->objects;
1530                 new.freelist = NULL;
1531         } else {
1532                 new.freelist = freelist;
1533         }
1534
1535         VM_BUG_ON(new.frozen);
1536         new.frozen = 1;
1537
1538         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1539                         freelist, counters,
1540                         new.freelist, new.counters,
1541                         "acquire_slab"))
1542                 return NULL;
1543
1544         remove_partial(n, page);
1545         WARN_ON(!freelist);
1546         return freelist;
1547 }
1548
1549 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1550 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1551
1552 /*
1553  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1554  */
1555 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1556                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1557 {
1558         struct page *page, *page2;
1559         void *object = NULL;
1560         int available = 0;
1561         int objects;
1562
1563         /*
1564          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1565          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1566          * partial slab and there is none available then get_partials()
1567          * will return NULL.
1568          */
1569         if (!n || !n->nr_partial)
1570                 return NULL;
1571
1572         spin_lock(&n->list_lock);
1573         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1574                 void *t;
1575
1576                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1577                         continue;
1578
1579                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1580                 if (!t)
1581                         break;
1582
1583                 available += objects;
1584                 if (!object) {
1585                         c->page = page;
1586                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1587                         object = t;
1588                 } else {
1589                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1590                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1591                 }
1592                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1593                         || available > s->cpu_partial / 2)
1594                         break;
1595
1596         }
1597         spin_unlock(&n->list_lock);
1598         return object;
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1603  */
1604 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1605                 struct kmem_cache_cpu *c)
1606 {
1607 #ifdef CONFIG_NUMA
1608         struct zonelist *zonelist;
1609         struct zoneref *z;
1610         struct zone *zone;
1611         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1612         void *object;
1613         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1614
1615         /*
1616          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1617          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1618          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1619          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1620          *
1621          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1622          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1623          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1624          * from other nodes and filled up.
1625          *
1626          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1627          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1628          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1629          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1630          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1631          * with available objects.
1632          */
1633         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1634                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1635                 return NULL;
1636
1637         do {
1638                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1639                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1640                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1641                         struct kmem_cache_node *n;
1642
1643                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1644
1645                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1646                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1647                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1648                                 if (object) {
1649                                         /*
1650                                          * Return the object even if
1651                                          * put_mems_allowed indicated that
1652                                          * the cpuset mems_allowed was
1653                                          * updated in parallel. It's a
1654                                          * harmless race between the alloc
1655                                          * and the cpuset update.
1656                                          */
1657                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1658                                         return object;
1659                                 }
1660                         }
1661                 }
1662         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1663 #endif
1664         return NULL;
1665 }
1666
1667 /*
1668  * Get a partial page, lock it and return it.
1669  */
1670 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1671                 struct kmem_cache_cpu *c)
1672 {
1673         void *object;
1674         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1675
1676         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1677         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1678                 return object;
1679
1680         return get_any_partial(s, flags, c);
1681 }
1682
1683 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1684 /*
1685  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1686  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1687  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1688  */
1689 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1690 #else
1691 /*
1692  * No preemption supported therefore also no need to check for
1693  * different cpus.
1694  */
1695 #define TID_STEP 1
1696 #endif
1697
1698 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1699 {
1700         return tid + TID_STEP;
1701 }
1702
1703 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1704 {
1705         return tid % TID_STEP;
1706 }
1707
1708 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1709 {
1710         return tid / TID_STEP;
1711 }
1712
1713 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1714 {
1715         return cpu;
1716 }
1717
1718 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1719                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1720 {
1721 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1722         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1723
1724         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1725
1726 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1727         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1728                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1729                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1730         else
1731 #endif
1732         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1733                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1734                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1735         else
1736                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1737                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1738 #endif
1739         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1740 }
1741
1742 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1743 {
1744         int cpu;
1745
1746         for_each_possible_cpu(cpu)
1747                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Remove the cpu slab
1752  */
1753 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1754                                 void *freelist)
1755 {
1756         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1757         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1758         int lock = 0;
1759         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1760         void *nextfree;
1761         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1762         struct page new;
1763         struct page old;
1764
1765         if (page->freelist) {
1766                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1767                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1768         }
1769
1770         /*
1771          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1772          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1773          * last one.
1774          *
1775          * There is no need to take the list->lock because the page
1776          * is still frozen.
1777          */
1778         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1779                 void *prior;
1780                 unsigned long counters;
1781
1782                 do {
1783                         prior = page->freelist;
1784                         counters = page->counters;
1785                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1786                         new.counters = counters;
1787                         new.inuse--;
1788                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1789
1790                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1791                         prior, counters,
1792                         freelist, new.counters,
1793                         "drain percpu freelist"));
1794
1795                 freelist = nextfree;
1796         }
1797
1798         /*
1799          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1800          * list presence reflects the actual number of objects
1801          * during unfreeze.
1802          *
1803          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1804          * with the count. If there is a mismatch then the page
1805          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1806          *
1807          * Then we restart the process which may have to remove
1808          * the page from the list that we just put it on again
1809          * because the number of objects in the slab may have
1810          * changed.
1811          */
1812 redo:
1813
1814         old.freelist = page->freelist;
1815         old.counters = page->counters;
1816         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1817
1818         /* Determine target state of the slab */
1819         new.counters = old.counters;
1820         if (freelist) {
1821                 new.inuse--;
1822                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1823                 new.freelist = freelist;
1824         } else
1825                 new.freelist = old.freelist;
1826
1827         new.frozen = 0;
1828
1829         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1830                 m = M_FREE;
1831         else if (new.freelist) {
1832                 m = M_PARTIAL;
1833                 if (!lock) {
1834                         lock = 1;
1835                         /*
1836                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1837                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1838                          * is frozen
1839                          */
1840                         spin_lock(&n->list_lock);
1841                 }
1842         } else {
1843                 m = M_FULL;
1844                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1845                         lock = 1;
1846                         /*
1847                          * This also ensures that the scanning of full
1848                          * slabs from diagnostic functions will not see
1849                          * any frozen slabs.
1850                          */
1851                         spin_lock(&n->list_lock);
1852                 }
1853         }
1854
1855         if (l != m) {
1856
1857                 if (l == M_PARTIAL)
1858
1859                         remove_partial(n, page);
1860
1861                 else if (l == M_FULL)
1862
1863                         remove_full(s, page);
1864
1865                 if (m == M_PARTIAL) {
1866
1867                         add_partial(n, page, tail);
1868                         stat(s, tail);
1869
1870                 } else if (m == M_FULL) {
1871
1872                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1873                         add_full(s, n, page);
1874
1875                 }
1876         }
1877
1878         l = m;
1879         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1880                                 old.freelist, old.counters,
1881                                 new.freelist, new.counters,
1882                                 "unfreezing slab"))
1883                 goto redo;
1884
1885         if (lock)
1886                 spin_unlock(&n->list_lock);
1887
1888         if (m == M_FREE) {
1889                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1890                 discard_slab(s, page);
1891                 stat(s, FREE_SLAB);
1892         }
1893 }
1894
1895 /*
1896  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1897  *
1898  * This function must be called with interrupts disabled
1899  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1900  * to guarantee no concurrent accesses).
1901  */
1902 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1903                 struct kmem_cache_cpu *c)
1904 {
1905 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1906         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1907         struct page *page, *discard_page = NULL;
1908
1909         while ((page = c->partial)) {
1910                 struct page new;
1911                 struct page old;
1912
1913                 c->partial = page->next;
1914
1915                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1916                 if (n != n2) {
1917                         if (n)
1918                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1919
1920                         n = n2;
1921                         spin_lock(&n->list_lock);
1922                 }
1923
1924                 do {
1925
1926                         old.freelist = page->freelist;
1927                         old.counters = page->counters;
1928                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1929
1930                         new.counters = old.counters;
1931                         new.freelist = old.freelist;
1932
1933                         new.frozen = 0;
1934
1935                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1936                                 old.freelist, old.counters,
1937                                 new.freelist, new.counters,
1938                                 "unfreezing slab"));
1939
1940                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1941                         page->next = discard_page;
1942                         discard_page = page;
1943                 } else {
1944                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1945                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1946                 }
1947         }
1948
1949         if (n)
1950                 spin_unlock(&n->list_lock);
1951
1952         while (discard_page) {
1953                 page = discard_page;
1954                 discard_page = discard_page->next;
1955
1956                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1957                 discard_slab(s, page);
1958                 stat(s, FREE_SLAB);
1959         }
1960 #endif
1961 }
1962
1963 /*
1964  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1965  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1966  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1967  * onto a random cpus partial slot.
1968  *
1969  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1970  * per node partial list.
1971  */
1972 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1973 {
1974 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1975         struct page *oldpage;
1976         int pages;
1977         int pobjects;
1978
1979         do {
1980                 pages = 0;
1981                 pobjects = 0;
1982                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1983
1984                 if (oldpage) {
1985                         pobjects = oldpage->pobjects;
1986                         pages = oldpage->pages;
1987                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1988                                 unsigned long flags;
1989                                 /*
1990                                  * partial array is full. Move the existing
1991                                  * set to the per node partial list.
1992                                  */
1993                                 local_irq_save(flags);
1994                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
1995                                 local_irq_restore(flags);
1996                                 oldpage = NULL;
1997                                 pobjects = 0;
1998                                 pages = 0;
1999                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2000                         }
2001                 }
2002
2003                 pages++;
2004                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2005
2006                 page->pages = pages;
2007                 page->pobjects = pobjects;
2008                 page->next = oldpage;
2009
2010         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2011                                                                 != oldpage);
2012 #endif
2013 }
2014
2015 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2016 {
2017         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2018         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2019
2020         c->tid = next_tid(c->tid);
2021         c->page = NULL;
2022         c->freelist = NULL;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Flush cpu slab.
2027  *
2028  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2029  */
2030 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2031 {
2032         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2033
2034         if (likely(c)) {
2035                 if (c->page)
2036                         flush_slab(s, c);
2037
2038                 unfreeze_partials(s, c);
2039         }
2040 }
2041
2042 static void flush_cpu_slab(void *d)
2043 {
2044         struct kmem_cache *s = d;
2045
2046         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2047 }
2048
2049 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2050 {
2051         struct kmem_cache *s = info;
2052         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2053
2054         return c->page || c->partial;
2055 }
2056
2057 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2058 {
2059         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2064  * locality expectations.
2065  */
2066 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2067 {
2068 #ifdef CONFIG_NUMA
2069         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2070                 return 0;
2071 #endif
2072         return 1;
2073 }
2074
2075 static int count_free(struct page *page)
2076 {
2077         return page->objects - page->inuse;
2078 }
2079
2080 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2081                                         int (*get_count)(struct page *))
2082 {
2083         unsigned long flags;
2084         unsigned long x = 0;
2085         struct page *page;
2086
2087         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2088         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2089                 x += get_count(page);
2090         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2091         return x;
2092 }
2093
2094 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2095 {
2096 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2097         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2098 #else
2099         return 0;
2100 #endif
2101 }
2102
2103 static noinline void
2104 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2105 {
2106         int node;
2107
2108         printk(KERN_WARNING
2109                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2110                 nid, gfpflags);
2111         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2112                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2113                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2114
2115         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2116                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2117                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2118
2119         for_each_online_node(node) {
2120                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2121                 unsigned long nr_slabs;
2122                 unsigned long nr_objs;
2123                 unsigned long nr_free;
2124
2125                 if (!n)
2126                         continue;
2127
2128                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2129                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2130                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2131
2132                 printk(KERN_WARNING
2133                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2134                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2135         }
2136 }
2137
2138 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2139                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2140 {
2141         void *freelist;
2142         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2143         struct page *page;
2144
2145         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2146
2147         if (freelist)
2148                 return freelist;
2149
2150         page = new_slab(s, flags, node);
2151         if (page) {
2152                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2153                 if (c->page)
2154                         flush_slab(s, c);
2155
2156                 /*
2157                  * No other reference to the page yet so we can
2158                  * muck around with it freely without cmpxchg
2159                  */
2160                 freelist = page->freelist;
2161                 page->freelist = NULL;
2162
2163                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2164                 c->page = page;
2165                 *pc = c;
2166         } else
2167                 freelist = NULL;
2168
2169         return freelist;
2170 }
2171
2172 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2173 {
2174         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2175                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2176
2177         return true;
2178 }
2179
2180 /*
2181  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2182  * per cpu freelist or deactivate the page.
2183  *
2184  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2185  *
2186  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2187  *
2188  * This function must be called with interrupt disabled.
2189  */
2190 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2191 {
2192         struct page new;
2193         unsigned long counters;
2194         void *freelist;
2195
2196         do {
2197                 freelist = page->freelist;
2198                 counters = page->counters;
2199
2200                 new.counters = counters;
2201                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2202
2203                 new.inuse = page->objects;
2204                 new.frozen = freelist != NULL;
2205
2206         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2207                 freelist, counters,
2208                 NULL, new.counters,
2209                 "get_freelist"));
2210
2211         return freelist;
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2216  * debugging duties.
2217  *
2218  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2219  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2220  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2221  *
2222  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2223  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2224  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2225  *
2226  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2227  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2228  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2229  */
2230 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2231                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2232 {
2233         void *freelist;
2234         struct page *page;
2235         unsigned long flags;
2236
2237         local_irq_save(flags);
2238 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2239         /*
2240          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2241          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2242          * pointer.
2243          */
2244         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2245 #endif
2246
2247         page = c->page;
2248         if (!page)
2249                 goto new_slab;
2250 redo:
2251
2252         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2253                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2254                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2255                 c->page = NULL;
2256                 c->freelist = NULL;
2257                 goto new_slab;
2258         }
2259
2260         /*
2261          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2262          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2263          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2264          */
2265         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2266                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2267                 c->page = NULL;
2268                 c->freelist = NULL;
2269                 goto new_slab;
2270         }
2271
2272         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2273         freelist = c->freelist;
2274         if (freelist)
2275                 goto load_freelist;
2276
2277         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2278
2279         freelist = get_freelist(s, page);
2280
2281         if (!freelist) {
2282                 c->page = NULL;
2283                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2284                 goto new_slab;
2285         }
2286
2287         stat(s, ALLOC_REFILL);
2288
2289 load_freelist:
2290         /*
2291          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2292          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2293          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2294          */
2295         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2296         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2297         c->tid = next_tid(c->tid);
2298         local_irq_restore(flags);
2299         return freelist;
2300
2301 new_slab:
2302
2303         if (c->partial) {
2304                 page = c->page = c->partial;
2305                 c->partial = page->next;
2306                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2307                 c->freelist = NULL;
2308                 goto redo;
2309         }
2310
2311         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2312
2313         if (unlikely(!freelist)) {
2314                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2315                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2316
2317                 local_irq_restore(flags);
2318                 return NULL;
2319         }
2320
2321         page = c->page;
2322         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2323                 goto load_freelist;
2324
2325         /* Only entered in the debug case */
2326         if (kmem_cache_debug(s) &&
2327                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2328                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2329
2330         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2331         c->page = NULL;
2332         c->freelist = NULL;
2333         local_irq_restore(flags);
2334         return freelist;
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2339  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2340  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2341  *
2342  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2343  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2344  *
2345  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2346  */
2347 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2348                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2349 {
2350         void **object;
2351         struct kmem_cache_cpu *c;
2352         struct page *page;
2353         unsigned long tid;
2354
2355         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2356                 return NULL;
2357
2358         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2359 redo:
2360         /*
2361          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2362          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2363          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2364          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2365          *
2366          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2367          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2368          * on a different processor between the determination of the pointer
2369          * and the retrieval of the tid.
2370          */
2371         preempt_disable();
2372         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2373
2374         /*
2375          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2376          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2377          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2378          * linked list in between.
2379          */
2380         tid = c->tid;
2381         preempt_enable();
2382
2383         object = c->freelist;
2384         page = c->page;
2385         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2386                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2387
2388         else {
2389                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2390
2391                 /*
2392                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2393                  * operation and if we are on the right processor.
2394                  *
2395                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2396                  * semantics!)
2397                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2398                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2399                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2400                  *
2401                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2402                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2403                  * other cpus.
2404                  */
2405                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2406                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2407                                 object, tid,
2408                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2409
2410                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2411                         goto redo;
2412                 }
2413                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2414                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2415         }
2416
2417         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2418                 memset(object, 0, s->object_size);
2419
2420         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2421
2422         return object;
2423 }
2424
2425 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2426                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2427 {
2428         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2429 }
2430
2431 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2432 {
2433         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2434
2435         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2436                                 s->size, gfpflags);
2437
2438         return ret;
2439 }
2440 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2441
2442 #ifdef CONFIG_TRACING
2443 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2444 {
2445         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2446         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2447         return ret;
2448 }
2449 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2450 #endif
2451
2452 #ifdef CONFIG_NUMA
2453 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2454 {
2455         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2456
2457         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2458                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2459
2460         return ret;
2461 }
2462 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2463
2464 #ifdef CONFIG_TRACING
2465 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2466                                     gfp_t gfpflags,
2467                                     int node, size_t size)
2468 {
2469         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2470
2471         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2472                            size, s->size, gfpflags, node);
2473         return ret;
2474 }
2475 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2476 #endif
2477 #endif
2478
2479 /*
2480  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2481  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2482  *
2483  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2484  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2485  * handling required then we can return immediately.
2486  */
2487 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2488                         void *x, unsigned long addr)
2489 {
2490         void *prior;
2491         void **object = (void *)x;
2492         int was_frozen;
2493         struct page new;
2494         unsigned long counters;
2495         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2496         unsigned long uninitialized_var(flags);
2497
2498         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2499
2500         if (kmem_cache_debug(s) &&
2501                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2502                 return;
2503
2504         do {
2505                 if (unlikely(n)) {
2506                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2507                         n = NULL;
2508                 }
2509                 prior = page->freelist;
2510                 counters = page->counters;
2511                 set_freepointer(s, object, prior);
2512                 new.counters = counters;
2513                 was_frozen = new.frozen;
2514                 new.inuse--;
2515                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2516
2517                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior)
2518
2519                                 /*
2520                                  * Slab was on no list before and will be
2521                                  * partially empty
2522                                  * We can defer the list move and instead
2523                                  * freeze it.
2524                                  */
2525                                 new.frozen = 1;
2526
2527                         else { /* Needs to be taken off a list */
2528
2529                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2530                                 /*
2531                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2532                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2533                                  * drop the list_lock without any processing.
2534                                  *
2535                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2536                                  * other processors updating the list of slabs.
2537                                  */
2538                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2539
2540                         }
2541                 }
2542
2543         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2544                 prior, counters,
2545                 object, new.counters,
2546                 "__slab_free"));
2547
2548         if (likely(!n)) {
2549
2550                 /*
2551                  * If we just froze the page then put it onto the
2552                  * per cpu partial list.
2553                  */
2554                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2555                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2556                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2557                 }
2558                 /*
2559                  * The list lock was not taken therefore no list
2560                  * activity can be necessary.
2561                  */
2562                 if (was_frozen)
2563                         stat(s, FREE_FROZEN);
2564                 return;
2565         }
2566
2567         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2568                 goto slab_empty;
2569
2570         /*
2571          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2572          * then add it.
2573          */
2574         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2575                 if (kmem_cache_debug(s))
2576                         remove_full(s, page);
2577                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2578                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2579         }
2580         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2581         return;
2582
2583 slab_empty:
2584         if (prior) {
2585                 /*
2586                  * Slab on the partial list.
2587                  */
2588                 remove_partial(n, page);
2589                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2590         } else
2591                 /* Slab must be on the full list */
2592                 remove_full(s, page);
2593
2594         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2595         stat(s, FREE_SLAB);
2596         discard_slab(s, page);
2597 }
2598
2599 /*
2600  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2601  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2602  *
2603  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2604  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2605  * the item before.
2606  *
2607  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2608  * with all sorts of special processing.
2609  */
2610 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2611                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2612 {
2613         void **object = (void *)x;
2614         struct kmem_cache_cpu *c;
2615         unsigned long tid;
2616
2617         slab_free_hook(s, x);
2618
2619 redo:
2620         /*
2621          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2622          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2623          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2624          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2625          */
2626         preempt_disable();
2627         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2628
2629         tid = c->tid;
2630         preempt_enable();
2631
2632         if (likely(page == c->page)) {
2633                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2634
2635                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2636                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2637                                 c->freelist, tid,
2638                                 object, next_tid(tid)))) {
2639
2640                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2641                         goto redo;
2642                 }
2643                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2644         } else
2645                 __slab_free(s, page, x, addr);
2646
2647 }
2648
2649 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2650 {
2651         s = cache_from_obj(s, x);
2652         if (!s)
2653                 return;
2654         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2655         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2656 }
2657 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2658
2659 /*
2660  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2661  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2662  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2663  * another.
2664  *
2665  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2666  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2667  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2668  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2669  * locking overhead.
2670  */
2671
2672 /*
2673  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2674  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2675  * and increases the number of allocations possible without having to
2676  * take the list_lock.
2677  */
2678 static int slub_min_order;
2679 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2680 static int slub_min_objects;
2681
2682 /*
2683  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2684  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2685  */
2686 static int slub_nomerge;
2687
2688 /*
2689  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2690  *
2691  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2692  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2693  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2694  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2695  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2696  * would be wasted.
2697  *
2698  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2699  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2700  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2701  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2702  *
2703  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2704  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2705  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2706  * of space in favor of a small page order.
2707  *
2708  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2709  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2710  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2711  * the smallest order which will fit the object.
2712  */
2713 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2714                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2715 {
2716         int order;
2717         int rem;
2718         int min_order = slub_min_order;
2719
2720         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2721                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2722
2723         for (order = max(min_order,
2724                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2725                         order <= max_order; order++) {
2726
2727                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2728
2729                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2730                         continue;
2731
2732                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2733
2734                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2735                         break;
2736
2737         }
2738
2739         return order;
2740 }
2741
2742 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2743 {
2744         int order;
2745         int min_objects;
2746         int fraction;
2747         int max_objects;
2748
2749         /*
2750          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2751          * works by first attempting to generate a layout with
2752          * the best configuration and backing off gradually.
2753          *
2754          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2755          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2756          */
2757         min_objects = slub_min_objects;
2758         if (!min_objects)
2759                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2760         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2761         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2762
2763         while (min_objects > 1) {
2764                 fraction = 16;
2765                 while (fraction >= 4) {
2766                         order = slab_order(size, min_objects,
2767                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2768                         if (order <= slub_max_order)
2769                                 return order;
2770                         fraction /= 2;
2771                 }
2772                 min_objects--;
2773         }
2774
2775         /*
2776          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2777          * lets see if we can place a single object there.
2778          */
2779         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2780         if (order <= slub_max_order)
2781                 return order;
2782
2783         /*
2784          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2785          */
2786         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2787         if (order < MAX_ORDER)
2788                 return order;
2789         return -ENOSYS;
2790 }
2791
2792 static void
2793 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2794 {
2795         n->nr_partial = 0;
2796         spin_lock_init(&n->list_lock);
2797         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2798 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2799         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2800         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2801         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2802 #endif
2803 }
2804
2805 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2806 {
2807         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2808                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2809
2810         /*
2811          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2812          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2813          */
2814         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2815                                      2 * sizeof(void *));
2816
2817         if (!s->cpu_slab)
2818                 return 0;
2819
2820         init_kmem_cache_cpus(s);
2821
2822         return 1;
2823 }
2824
2825 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2826
2827 /*
2828  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2829  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2830  * possible.
2831  *
2832  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2833  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2834  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2835  */
2836 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2837 {
2838         struct page *page;
2839         struct kmem_cache_node *n;
2840
2841         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2842
2843         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2844
2845         BUG_ON(!page);
2846         if (page_to_nid(page) != node) {
2847                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2848                                 "node %d\n", node);
2849                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2850                                 "in order to be able to continue\n");
2851         }
2852
2853         n = page->freelist;
2854         BUG_ON(!n);
2855         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2856         page->inuse = 1;
2857         page->frozen = 0;
2858         kmem_cache_node->node[node] = n;
2859 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2860         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2861         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2862 #endif
2863         init_kmem_cache_node(n);
2864         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2865
2866         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2867 }
2868
2869 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2870 {
2871         int node;
2872
2873         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2874                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2875
2876                 if (n)
2877                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2878
2879                 s->node[node] = NULL;
2880         }
2881 }
2882
2883 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2884 {
2885         int node;
2886
2887         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2888                 struct kmem_cache_node *n;
2889
2890                 if (slab_state == DOWN) {
2891                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2892                         continue;
2893                 }
2894                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2895                                                 GFP_KERNEL, node);
2896
2897                 if (!n) {
2898                         free_kmem_cache_nodes(s);
2899                         return 0;
2900                 }
2901
2902                 s->node[node] = n;
2903                 init_kmem_cache_node(n);
2904         }
2905         return 1;
2906 }
2907
2908 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2909 {
2910         if (min < MIN_PARTIAL)
2911                 min = MIN_PARTIAL;
2912         else if (min > MAX_PARTIAL)
2913                 min = MAX_PARTIAL;
2914         s->min_partial = min;
2915 }
2916
2917 /*
2918  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2919  * a slab object.
2920  */
2921 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2922 {
2923         unsigned long flags = s->flags;
2924         unsigned long size = s->object_size;
2925         int order;
2926
2927         /*
2928          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2929          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2930          * the possible location of the free pointer.
2931          */
2932         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2933
2934 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2935         /*
2936          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2937          * the slab may touch the object after free or before allocation
2938          * then we should never poison the object itself.
2939          */
2940         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2941                         !s->ctor)
2942                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2943         else
2944                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2945
2946
2947         /*
2948          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2949          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2950          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2951          */
2952         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2953                 size += sizeof(void *);
2954 #endif
2955
2956         /*
2957          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2958          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2959          */
2960         s->inuse = size;
2961
2962         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2963                 s->ctor)) {
2964                 /*
2965                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2966                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2967                  * kmem_cache_free.
2968                  *
2969                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2970                  * destructor or are poisoning the objects.
2971                  */
2972                 s->offset = size;
2973                 size += sizeof(void *);
2974         }
2975
2976 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2977         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2978                 /*
2979                  * Need to store information about allocs and frees after
2980                  * the object.
2981                  */
2982                 size += 2 * sizeof(struct track);
2983
2984         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2985                 /*
2986                  * Add some empty padding so that we can catch
2987                  * overwrites from earlier objects rather than let
2988                  * tracking information or the free pointer be
2989                  * corrupted if a user writes before the start
2990                  * of the object.
2991                  */
2992                 size += sizeof(void *);
2993 #endif
2994
2995         /*
2996          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2997          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2998          * each object to conform to the alignment.
2999          */
3000         size = ALIGN(size, s->align);
3001         s->size = size;
3002         if (forced_order >= 0)
3003                 order = forced_order;
3004         else
3005                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3006
3007         if (order < 0)
3008                 return 0;
3009
3010         s->allocflags = 0;
3011         if (order)
3012                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3013
3014         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3015                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3016
3017         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3018                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3019
3020         /*
3021          * Determine the number of objects per slab
3022          */
3023         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3024         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3025         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3026                 s->max = s->oo;
3027
3028         return !!oo_objects(s->oo);
3029 }
3030
3031 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3032 {
3033         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3034         s->reserved = 0;
3035
3036         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3037                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3038
3039         if (!calculate_sizes(s, -1))
3040                 goto error;
3041         if (disable_higher_order_debug) {
3042                 /*
3043                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3044                  * order increased.
3045                  */
3046                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3047                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3048                         s->offset = 0;
3049                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3050                                 goto error;
3051                 }
3052         }
3053
3054 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3055     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3056         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3057                 /* Enable fast mode */
3058                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3059 #endif
3060
3061         /*
3062          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3063          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3064          */
3065         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3066
3067         /*
3068          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3069          * per cpu partial lists of a processor.
3070          *
3071          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3072          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3073          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3074          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3075          *
3076          * This setting also determines
3077          *
3078          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3079          *    per node list when we reach the limit.
3080          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3081          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3082          *    50% to keep some capacity around for frees.
3083          */
3084         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3085                 s->cpu_partial = 0;
3086         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3087                 s->cpu_partial = 2;
3088         else if (s->size >= 1024)
3089                 s->cpu_partial = 6;
3090         else if (s->size >= 256)
3091                 s->cpu_partial = 13;
3092         else
3093                 s->cpu_partial = 30;
3094
3095 #ifdef CONFIG_NUMA
3096         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3097 #endif
3098         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3099                 goto error;
3100
3101         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3102                 return 0;
3103
3104         free_kmem_cache_nodes(s);
3105 error:
3106         if (flags & SLAB_PANIC)
3107                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3108                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3109                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3110                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3111         return -EINVAL;
3112 }
3113
3114 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3115                                                         const char *text)
3116 {
3117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3118         void *addr = page_address(page);
3119         void *p;
3120         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3121                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3122         if (!map)
3123                 return;
3124         slab_err(s, page, text, s->name);
3125         slab_lock(page);
3126
3127         get_map(s, page, map);
3128         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3129
3130                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3131                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3132                                                         p, p - addr);
3133                         print_tracking(s, p);
3134                 }
3135         }
3136         slab_unlock(page);
3137         kfree(map);
3138 #endif
3139 }
3140
3141 /*
3142  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3143  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3144  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3145  */
3146 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3147 {
3148         struct page *page, *h;
3149
3150         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3151                 if (!page->inuse) {
3152                         remove_partial(n, page);
3153                         discard_slab(s, page);
3154                 } else {
3155                         list_slab_objects(s, page,
3156                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3157                 }
3158         }
3159 }
3160
3161 /*
3162  * Release all resources used by a slab cache.
3163  */
3164 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3165 {
3166         int node;
3167
3168         flush_all(s);
3169         /* Attempt to free all objects */
3170         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3171                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3172
3173                 free_partial(s, n);
3174                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3175                         return 1;
3176         }
3177         free_percpu(s->cpu_slab);
3178         free_kmem_cache_nodes(s);
3179         return 0;
3180 }
3181
3182 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3183 {
3184         int rc = kmem_cache_close(s);
3185
3186         if (!rc) {
3187                 /*
3188                  * We do the same lock strategy around sysfs_slab_add, see
3189                  * __kmem_cache_create. Because this is pretty much the last
3190                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3191                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3192                  * to a later point in common code. We should do that when we
3193                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3194                  */
3195                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3196                 sysfs_slab_remove(s);
3197                 mutex_lock(&slab_mutex);
3198         }
3199
3200         return rc;
3201 }
3202
3203 /********************************************************************
3204  *              Kmalloc subsystem
3205  *******************************************************************/
3206
3207 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3208 {
3209         get_option(&str, &slub_min_order);
3210
3211         return 1;
3212 }
3213
3214 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3215
3216 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3217 {
3218         get_option(&str, &slub_max_order);
3219         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3220
3221         return 1;
3222 }
3223
3224 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3225
3226 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3227 {
3228         get_option(&str, &slub_min_objects);
3229
3230         return 1;
3231 }
3232
3233 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3234
3235 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3236 {
3237         slub_nomerge = 1;
3238         return 1;
3239 }
3240
3241 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3242
3243 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3244 {
3245         struct kmem_cache *s;
3246         void *ret;
3247
3248         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3249                 return kmalloc_large(size, flags);
3250
3251         s = kmalloc_slab(size, flags);
3252
3253         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3254                 return s;
3255
3256         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3257
3258         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3259
3260         return ret;
3261 }
3262 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3263
3264 #ifdef CONFIG_NUMA
3265 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3266 {
3267         struct page *page;
3268         void *ptr = NULL;
3269
3270         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3271         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3272         if (page)
3273                 ptr = page_address(page);
3274
3275         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3276         return ptr;
3277 }
3278
3279 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3280 {
3281         struct kmem_cache *s;
3282         void *ret;
3283
3284         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3285                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3286
3287                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3288                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3289                                    flags, node);
3290
3291                 return ret;
3292         }
3293
3294         s = kmalloc_slab(size, flags);
3295
3296         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3297                 return s;
3298
3299         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3300
3301         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3302
3303         return ret;
3304 }
3305 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3306 #endif
3307
3308 size_t ksize(const void *object)
3309 {
3310         struct page *page;
3311
3312         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3313                 return 0;
3314
3315         page = virt_to_head_page(object);
3316
3317         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3318                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3319                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3320         }
3321
3322         return slab_ksize(page->slab_cache);
3323 }
3324 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3325
3326 void kfree(const void *x)
3327 {
3328         struct page *page;
3329         void *object = (void *)x;
3330
3331         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3332
3333         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3334                 return;
3335
3336         page = virt_to_head_page(x);
3337         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3338                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3339                 kmemleak_free(x);
3340                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3341                 return;
3342         }
3343         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3344 }
3345 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3346
3347 /*
3348  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3349  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3350  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3351  * and thus they can be removed from the partial lists.
3352  *
3353  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3354  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3355  * are freed in them.
3356  */
3357 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3358 {
3359         int node;
3360         int i;
3361         struct kmem_cache_node *n;
3362         struct page *page;
3363         struct page *t;
3364         int objects = oo_objects(s->max);
3365         struct list_head *slabs_by_inuse =
3366                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3367         unsigned long flags;
3368
3369         if (!slabs_by_inuse)
3370                 return -ENOMEM;
3371
3372         flush_all(s);
3373         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3374                 n = get_node(s, node);
3375
3376                 if (!n->nr_partial)
3377                         continue;
3378
3379                 for (i = 0; i < objects; i++)
3380                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3381
3382                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3383
3384                 /*
3385                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3386                  *
3387                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3388                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3389                  */
3390                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3391                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3392                         if (!page->inuse)
3393                                 n->nr_partial--;
3394                 }
3395
3396                 /*
3397                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3398                  * first and the least used slabs at the end.
3399                  */
3400                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3401                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3402
3403                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3404
3405                 /* Release empty slabs */
3406                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3407                         discard_slab(s, page);
3408         }
3409
3410         kfree(slabs_by_inuse);
3411         return 0;
3412 }
3413 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3414
3415 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3416 {
3417         struct kmem_cache *s;
3418
3419         mutex_lock(&slab_mutex);
3420         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3421                 kmem_cache_shrink(s);
3422         mutex_unlock(&slab_mutex);
3423
3424         return 0;
3425 }
3426
3427 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3428 {
3429         struct kmem_cache_node *n;
3430         struct kmem_cache *s;
3431         struct memory_notify *marg = arg;
3432         int offline_node;
3433
3434         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3435
3436         /*
3437          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3438          * for it yet.
3439          */
3440         if (offline_node < 0)
3441                 return;
3442
3443         mutex_lock(&slab_mutex);
3444         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3445                 n = get_node(s, offline_node);
3446                 if (n) {
3447                         /*
3448                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3449                          * that is going down. We were unable to free them,
3450                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3451                          * callback. So, we must fail.
3452                          */
3453                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3454
3455                         s->node[offline_node] = NULL;
3456                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3457                 }
3458         }
3459         mutex_unlock(&slab_mutex);
3460 }
3461
3462 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3463 {
3464         struct kmem_cache_node *n;
3465         struct kmem_cache *s;
3466         struct memory_notify *marg = arg;
3467         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3468         int ret = 0;
3469
3470         /*
3471          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3472          * already created. Nothing to do.
3473          */
3474         if (nid < 0)
3475                 return 0;
3476
3477         /*
3478          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3479          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3480          * online.
3481          */
3482         mutex_lock(&slab_mutex);
3483         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3484                 /*
3485                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3486                  *      since memory is not yet available from the node that
3487                  *      is brought up.
3488                  */
3489                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3490                 if (!n) {
3491                         ret = -ENOMEM;
3492                         goto out;
3493                 }
3494                 init_kmem_cache_node(n);
3495                 s->node[nid] = n;
3496         }
3497 out:
3498         mutex_unlock(&slab_mutex);
3499         return ret;
3500 }
3501
3502 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3503                                 unsigned long action, void *arg)
3504 {
3505         int ret = 0;
3506
3507         switch (action) {
3508         case MEM_GOING_ONLINE:
3509                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3510                 break;
3511         case MEM_GOING_OFFLINE:
3512                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3513                 break;
3514         case MEM_OFFLINE:
3515         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3516                 slab_mem_offline_callback(arg);
3517                 break;
3518         case MEM_ONLINE:
3519         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3520                 break;
3521         }
3522         if (ret)
3523                 ret = notifier_from_errno(ret);
3524         else
3525                 ret = NOTIFY_OK;
3526         return ret;
3527 }
3528
3529 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3530         .notifier_call = slab_memory_callback,
3531         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3532 };
3533
3534 /********************************************************************
3535  *                      Basic setup of slabs
3536  *******************************************************************/
3537
3538 /*
3539  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3540  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3541  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3542  */
3543
3544 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3545 {
3546         int node;
3547         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3548
3549         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3550
3551         /*
3552          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3553          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3554          * IPIs around.
3555          */
3556         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3557         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3558                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3559                 struct page *p;
3560
3561                 if (n) {
3562                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3563                                 p->slab_cache = s;
3564
3565 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3566                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3567                                 p->slab_cache = s;
3568 #endif
3569                 }
3570         }
3571         list_add(&s->list, &slab_caches);
3572         return s;
3573 }
3574
3575 void __init kmem_cache_init(void)
3576 {
3577         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3578                 boot_kmem_cache_node;
3579
3580         if (debug_guardpage_minorder())
3581                 slub_max_order = 0;
3582
3583         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3584         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3585
3586         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3587                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3588
3589         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3590
3591         /* Able to allocate the per node structures */
3592         slab_state = PARTIAL;
3593
3594         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3595                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3596                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3597                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3598
3599         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3600
3601         /*
3602          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3603          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3604          * update any list pointers.
3605          */
3606         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3607
3608         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3609         create_kmalloc_caches(0);
3610
3611 #ifdef CONFIG_SMP
3612         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3613 #endif
3614
3615         printk(KERN_INFO
3616                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3617                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3618                 cache_line_size(),
3619                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3620                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3621 }
3622
3623 void __init kmem_cache_init_late(void)
3624 {
3625 }
3626
3627 /*
3628  * Find a mergeable slab cache
3629  */
3630 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3631 {
3632         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3633                 return 1;
3634
3635         if (s->ctor)
3636                 return 1;
3637
3638         /*
3639          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3640          */
3641         if (s->refcount < 0)
3642                 return 1;
3643
3644         return 0;
3645 }
3646
3647 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3648                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3649                 void (*ctor)(void *))
3650 {
3651         struct kmem_cache *s;
3652
3653         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3654                 return NULL;
3655
3656         if (ctor)
3657                 return NULL;
3658
3659         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3660         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3661         size = ALIGN(size, align);
3662         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3663
3664         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3665                 if (slab_unmergeable(s))
3666                         continue;
3667
3668                 if (size > s->size)
3669                         continue;
3670
3671                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3672                                 continue;
3673                 /*
3674                  * Check if alignment is compatible.
3675                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3676                  */
3677                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3678                         continue;
3679
3680                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3681                         continue;
3682
3683                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3684                         continue;
3685
3686                 return s;
3687         }
3688         return NULL;
3689 }
3690
3691 struct kmem_cache *
3692 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3693                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3694 {
3695         struct kmem_cache *s;
3696
3697         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3698         if (s) {
3699                 s->refcount++;
3700                 /*
3701                  * Adjust the object sizes so that we clear
3702                  * the complete object on kzalloc.
3703                  */
3704                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3705                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3706
3707                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3708                         s->refcount--;
3709                         s = NULL;
3710                 }
3711         }
3712
3713         return s;
3714 }
3715
3716 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3717 {
3718         int err;
3719
3720         err = kmem_cache_open(s, flags);
3721         if (err)
3722                 return err;
3723
3724         /* Mutex is not taken during early boot */
3725         if (slab_state <= UP)
3726                 return 0;
3727
3728         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3729         mutex_unlock(&slab_mutex);
3730         err = sysfs_slab_add(s);
3731         mutex_lock(&slab_mutex);
3732
3733         if (err)
3734                 kmem_cache_close(s);
3735
3736         return err;
3737 }
3738
3739 #ifdef CONFIG_SMP
3740 /*
3741  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3742  * necessary.
3743  */
3744 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3745                 unsigned long action, void *hcpu)
3746 {
3747         long cpu = (long)hcpu;
3748         struct kmem_cache *s;
3749         unsigned long flags;
3750
3751         switch (action) {
3752         case CPU_UP_CANCELED:
3753         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3754         case CPU_DEAD:
3755         case CPU_DEAD_FROZEN:
3756                 mutex_lock(&slab_mutex);
3757                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3758                         local_irq_save(flags);
3759                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3760                         local_irq_restore(flags);
3761                 }
3762                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3763                 break;
3764         default:
3765                 break;
3766         }
3767         return NOTIFY_OK;
3768 }
3769
3770 static struct notifier_block slab_notifier = {
3771         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3772 };
3773
3774 #endif
3775
3776 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3777 {
3778         struct kmem_cache *s;
3779         void *ret;
3780
3781         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3782                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3783
3784         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3785
3786         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3787                 return s;
3788
3789         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3790
3791         /* Honor the call site pointer we received. */
3792         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3793
3794         return ret;
3795 }
3796
3797 #ifdef CONFIG_NUMA
3798 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3799                                         int node, unsigned long caller)
3800 {
3801         struct kmem_cache *s;
3802         void *ret;
3803
3804         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3805                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3806
3807                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3808                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3809                                    gfpflags, node);
3810
3811                 return ret;
3812         }
3813
3814         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3815
3816         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3817                 return s;
3818
3819         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3820
3821         /* Honor the call site pointer we received. */
3822         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3823
3824         return ret;
3825 }
3826 #endif
3827
3828 #ifdef CONFIG_SYSFS
3829 static int count_inuse(struct page *page)
3830 {
3831         return page->inuse;
3832 }
3833
3834 static int count_total(struct page *page)
3835 {
3836         return page->objects;
3837 }
3838 #endif
3839
3840 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3841 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3842                                                 unsigned long *map)
3843 {
3844         void *p;
3845         void *addr = page_address(page);
3846
3847         if (!check_slab(s, page) ||
3848                         !on_freelist(s, page, NULL))
3849                 return 0;
3850
3851         /* Now we know that a valid freelist exists */
3852         bitmap_zero(map, page->objects);
3853
3854         get_map(s, page, map);
3855         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3856                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3857                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3858                                 return 0;
3859         }
3860
3861         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3862                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3863                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3864                                 return 0;
3865         return 1;
3866 }
3867
3868 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3869                                                 unsigned long *map)
3870 {
3871         slab_lock(page);
3872         validate_slab(s, page, map);
3873         slab_unlock(page);
3874 }
3875
3876 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3877                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3878 {
3879         unsigned long count = 0;
3880         struct page *page;
3881         unsigned long flags;
3882
3883         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3884
3885         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3886                 validate_slab_slab(s, page, map);
3887                 count++;
3888         }
3889         if (count != n->nr_partial)
3890                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3891                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3892
3893         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3894                 goto out;
3895
3896         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3897                 validate_slab_slab(s, page, map);
3898                 count++;
3899         }
3900         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3901                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3902                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3903                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3904
3905 out:
3906         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3907         return count;
3908 }
3909
3910 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3911 {
3912         int node;
3913         unsigned long count = 0;
3914         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3915                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3916
3917         if (!map)
3918                 return -ENOMEM;
3919
3920         flush_all(s);
3921         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3922                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3923
3924                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3925         }
3926         kfree(map);
3927         return count;
3928 }
3929 /*
3930  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3931  * and freed.
3932  */
3933
3934 struct location {
3935         unsigned long count;
3936         unsigned long addr;
3937         long long sum_time;
3938         long min_time;
3939         long max_time;
3940         long min_pid;
3941         long max_pid;
3942         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3943         nodemask_t nodes;
3944 };
3945
3946 struct loc_track {
3947         unsigned long max;
3948         unsigned long count;
3949         struct location *loc;
3950 };
3951
3952 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3953 {
3954         if (t->max)
3955                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3956                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3957 }
3958
3959 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3960 {
3961         struct location *l;
3962         int order;
3963
3964         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3965
3966         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3967         if (!l)
3968                 return 0;
3969
3970         if (t->count) {
3971                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3972                 free_loc_track(t);
3973         }
3974         t->max = max;
3975         t->loc = l;
3976         return 1;
3977 }
3978
3979 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3980                                 const struct track *track)
3981 {
3982         long start, end, pos;
3983         struct location *l;
3984         unsigned long caddr;
3985         unsigned long age = jiffies - track->when;
3986
3987         start = -1;
3988         end = t->count;
3989
3990         for ( ; ; ) {
3991                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3992
3993                 /*
3994                  * There is nothing at "end". If we end up there
3995                  * we need to add something to before end.
3996                  */
3997                 if (pos == end)
3998                         break;
3999
4000                 caddr = t->loc[pos].addr;
4001                 if (track->addr == caddr) {
4002
4003                         l = &t->loc[pos];
4004                         l->count++;
4005                         if (track->when) {
4006                                 l->sum_time += age;
4007                                 if (age < l->min_time)
4008                                         l->min_time = age;
4009                                 if (age > l->max_time)
4010                                         l->max_time = age;
4011
4012                                 if (track->pid < l->min_pid)
4013                                         l->min_pid = track->pid;
4014                                 if (track->pid > l->max_pid)
4015                                         l->max_pid = track->pid;
4016
4017                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4018                                                 to_cpumask(l->cpus));
4019                         }
4020                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4021                         return 1;
4022                 }
4023
4024                 if (track->addr < caddr)
4025                         end = pos;
4026                 else
4027                         start = pos;
4028         }
4029
4030         /*
4031          * Not found. Insert new tracking element.
4032          */
4033         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4034                 return 0;
4035
4036         l = t->loc + pos;
4037         if (pos < t->count)
4038                 memmove(l + 1, l,
4039                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4040         t->count++;
4041         l->count = 1;
4042         l->addr = track->addr;
4043         l->sum_time = age;
4044         l->min_time = age;
4045         l->max_time = age;
4046         l->min_pid = track->pid;
4047         l->max_pid = track->pid;
4048         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4049         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4050         nodes_clear(l->nodes);
4051         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4052         return 1;
4053 }
4054
4055 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4056                 struct page *page, enum track_item alloc,
4057                 unsigned long *map)
4058 {
4059         void *addr = page_address(page);
4060         void *p;
4061
4062         bitmap_zero(map, page->objects);
4063         get_map(s, page, map);
4064
4065         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4066                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4067                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4068 }
4069
4070 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4071                                         enum track_item alloc)
4072 {
4073         int len = 0;
4074         unsigned long i;
4075         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4076         int node;
4077         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4078                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4079
4080         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4081                                      GFP_TEMPORARY)) {
4082                 kfree(map);
4083                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4084         }
4085         /* Push back cpu slabs */
4086         flush_all(s);
4087
4088         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4089                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4090                 unsigned long flags;
4091                 struct page *page;
4092
4093                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4094                         continue;
4095
4096                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4097                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4098                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4099                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4100                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4101                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4102         }
4103
4104         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4105                 struct location *l = &t.loc[i];
4106
4107                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4108                         break;
4109                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4110
4111                 if (l->addr)
4112                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4113                 else
4114                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4115
4116                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4117                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4118                                 l->min_time,
4119                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4120                                 l->max_time);
4121                 } else
4122                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4123                                 l->min_time);
4124
4125                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4126                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4127                                 l->min_pid, l->max_pid);
4128                 else
4129                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4130                                 l->min_pid);
4131
4132                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4133                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4134                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4135                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4136                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4137                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4138                                                  to_cpumask(l->cpus));
4139                 }
4140
4141                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4142                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4143                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4144                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4145                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4146                                                   l->nodes);
4147                 }
4148
4149                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4150         }
4151
4152         free_loc_track(&t);
4153         kfree(map);
4154         if (!t.count)
4155                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4156         return len;
4157 }
4158 #endif
4159
4160 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4161 static void resiliency_test(void)
4162 {
4163         u8 *p;
4164
4165         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4166
4167         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4168         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4169         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4170
4171         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4172         p[16] = 0x12;
4173         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4174                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4175
4176         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4177
4178         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4179         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4180         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4181         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4182                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4183         printk(KERN_ERR
4184                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4185
4186         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4187         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4188         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4189         *p = 0x56;
4190         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4191                                                                         p);
4192         printk(KERN_ERR
4193                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4194         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4195
4196         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4197         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4198         kfree(p);
4199         *p = 0x78;
4200         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4201         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4202
4203         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4204         kfree(p);
4205         p[50] = 0x9a;
4206         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4207                         p);
4208         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4209
4210         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4211         kfree(p);
4212         p[512] = 0xab;
4213         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4214         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4215 }
4216 #else
4217 #ifdef CONFIG_SYSFS
4218 static void resiliency_test(void) {};
4219 #endif
4220 #endif
4221
4222 #ifdef CONFIG_SYSFS
4223 enum slab_stat_type {
4224         SL_ALL,                 /* All slabs */
4225         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4226         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4227         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4228         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4229 };
4230
4231 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4232 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4233 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4234 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4235 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4236
4237 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4238                             char *buf, unsigned long flags)
4239 {
4240         unsigned long total = 0;
4241         int node;
4242         int x;
4243         unsigned long *nodes;
4244
4245         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4246         if (!nodes)
4247                 return -ENOMEM;
4248
4249         if (flags & SO_CPU) {
4250                 int cpu;
4251
4252                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4253                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4254                                                                cpu);
4255                         int node;
4256                         struct page *page;
4257
4258                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4259                         if (!page)
4260                                 continue;
4261
4262                         node = page_to_nid(page);
4263                         if (flags & SO_TOTAL)
4264                                 x = page->objects;
4265                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4266                                 x = page->inuse;
4267                         else
4268                                 x = 1;
4269
4270                         total += x;
4271                         nodes[node] += x;
4272
4273                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4274                         if (page) {
4275                                 x = page->pobjects;
4276                                 total += x;
4277                                 nodes[node] += x;
4278                         }
4279                 }
4280         }
4281
4282         lock_memory_hotplug();
4283 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4284         if (flags & SO_ALL) {
4285                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4286                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4287
4288                         if (flags & SO_TOTAL)
4289                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4290                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4291                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4292                                         count_partial(n, count_free);
4293                         else
4294                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4295                         total += x;
4296                         nodes[node] += x;
4297                 }
4298
4299         } else
4300 #endif
4301         if (flags & SO_PARTIAL) {
4302                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4303                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4304
4305                         if (flags & SO_TOTAL)
4306                                 x = count_partial(n, count_total);
4307                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4308                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4309                         else
4310                                 x = n->nr_partial;
4311                         total += x;
4312                         nodes[node] += x;
4313                 }
4314         }
4315         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4316 #ifdef CONFIG_NUMA
4317         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4318                 if (nodes[node])
4319                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4320                                         node, nodes[node]);
4321 #endif
4322         unlock_memory_hotplug();
4323         kfree(nodes);
4324         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4325 }
4326
4327 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4328 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4329 {
4330         int node;
4331
4332         for_each_online_node(node) {
4333                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4334
4335                 if (!n)
4336                         continue;
4337
4338                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4339                         return 1;
4340         }
4341         return 0;
4342 }
4343 #endif
4344
4345 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4346 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4347
4348 struct slab_attribute {
4349         struct attribute attr;
4350         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4351         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4352 };
4353
4354 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4355         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4356         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4357
4358 #define SLAB_ATTR(_name) \
4359         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4360         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4361
4362 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4363 {
4364         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4365 }
4366 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4367
4368 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4369 {
4370         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4371 }
4372 SLAB_ATTR_RO(align);
4373
4374 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4375 {
4376         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4377 }
4378 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4379
4380 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4381 {
4382         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4383 }
4384 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4385
4386 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4387                                 const char *buf, size_t length)
4388 {
4389         unsigned long order;
4390         int err;
4391
4392         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4393         if (err)
4394                 return err;
4395
4396         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4397                 return -EINVAL;
4398
4399         calculate_sizes(s, order);
4400         return length;
4401 }
4402
4403 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4404 {
4405         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4406 }
4407 SLAB_ATTR(order);
4408
4409 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4410 {
4411         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4412 }
4413
4414 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4415                                  size_t length)
4416 {
4417         unsigned long min;
4418         int err;
4419
4420         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4421         if (err)
4422                 return err;
4423
4424         set_min_partial(s, min);
4425         return length;
4426 }
4427 SLAB_ATTR(min_partial);
4428
4429 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4430 {
4431         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4432 }
4433
4434 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4435                                  size_t length)
4436 {
4437         unsigned long objects;
4438         int err;
4439
4440         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4441         if (err)
4442                 return err;
4443         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4444                 return -EINVAL;
4445
4446         s->cpu_partial = objects;
4447         flush_all(s);
4448         return length;
4449 }
4450 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4451
4452 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4453 {
4454         if (!s->ctor)
4455                 return 0;
4456         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4457 }
4458 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4459
4460 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4461 {
4462         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4463 }
4464 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4465
4466 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4467 {
4468         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4469 }
4470 SLAB_ATTR_RO(partial);
4471
4472 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4473 {
4474         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4475 }
4476 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4477
4478 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4479 {
4480         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4481 }
4482 SLAB_ATTR_RO(objects);
4483
4484 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4485 {
4486         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4487 }
4488 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4489
4490 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4491 {
4492         int objects = 0;
4493         int pages = 0;
4494         int cpu;
4495         int len;
4496
4497         for_each_online_cpu(cpu) {
4498                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4499
4500                 if (page) {
4501                         pages += page->pages;
4502                         objects += page->pobjects;
4503                 }
4504         }
4505
4506         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4507
4508 #ifdef CONFIG_SMP
4509         for_each_online_cpu(cpu) {
4510                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4511
4512                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4513                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4514                                 page->pobjects, page->pages);
4515         }
4516 #endif
4517         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4518 }
4519 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4520
4521 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4522 {
4523         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4524 }
4525
4526 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4527                                 const char *buf, size_t length)
4528 {
4529         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4530         if (buf[0] == '1')
4531                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4532         return length;
4533 }
4534 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4535
4536 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4537 {
4538         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4539 }
4540 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4541
4542 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4543 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4544 {
4545         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4546 }
4547 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4548 #endif
4549
4550 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4551 {
4552         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4553 }
4554 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4555
4556 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4557 {
4558         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4559 }
4560 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4561
4562 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4563 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4564 {
4565         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4566 }
4567 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4568
4569 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4570 {
4571         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4572 }
4573 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4574
4575 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4576 {
4577         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4578 }
4579
4580 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4581                                 const char *buf, size_t length)
4582 {
4583         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4584         if (buf[0] == '1') {
4585                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4586                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4587         }
4588         return length;
4589 }
4590 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4591
4592 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4593 {
4594         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4595 }
4596
4597 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4598                                                         size_t length)
4599 {
4600         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4601         if (buf[0] == '1') {
4602                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4603                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4604         }
4605         return length;
4606 }
4607 SLAB_ATTR(trace);
4608
4609 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4610 {
4611         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4612 }
4613
4614 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4615                                 const char *buf, size_t length)
4616 {
4617         if (any_slab_objects(s))
4618                 return -EBUSY;
4619
4620         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4621         if (buf[0] == '1') {
4622                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4623                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4624         }
4625         calculate_sizes(s, -1);
4626         return length;
4627 }
4628 SLAB_ATTR(red_zone);
4629
4630 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4631 {
4632         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4633 }
4634
4635 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4636                                 const char *buf, size_t length)
4637 {
4638         if (any_slab_objects(s))
4639                 return -EBUSY;
4640
4641         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4642         if (buf[0] == '1') {
4643                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4644                 s->flags |= SLAB_POISON;
4645         }
4646         calculate_sizes(s, -1);
4647         return length;
4648 }
4649 SLAB_ATTR(poison);
4650
4651 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4652 {
4653         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4654 }
4655
4656 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4657                                 const char *buf, size_t length)
4658 {
4659         if (any_slab_objects(s))
4660                 return -EBUSY;
4661
4662         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4663         if (buf[0] == '1') {
4664                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4665                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4666         }
4667         calculate_sizes(s, -1);
4668         return length;
4669 }
4670 SLAB_ATTR(store_user);
4671
4672 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4673 {
4674         return 0;
4675 }
4676
4677 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4678                         const char *buf, size_t length)
4679 {
4680         int ret = -EINVAL;
4681
4682         if (buf[0] == '1') {
4683                 ret = validate_slab_cache(s);
4684                 if (ret >= 0)
4685                         ret = length;
4686         }
4687         return ret;
4688 }
4689 SLAB_ATTR(validate);
4690
4691 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4692 {
4693         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4694                 return -ENOSYS;
4695         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4696 }
4697 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4698
4699 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4700 {
4701         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4702                 return -ENOSYS;
4703         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4704 }
4705 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4706 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4707
4708 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4709 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4710 {
4711         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4712 }
4713
4714 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4715                                                         size_t length)
4716 {
4717         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4718         if (buf[0] == '1')
4719                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4720         return length;
4721 }
4722 SLAB_ATTR(failslab);
4723 #endif
4724
4725 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4726 {
4727         return 0;
4728 }
4729
4730 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4731                         const char *buf, size_t length)
4732 {
4733         if (buf[0] == '1') {
4734                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4735
4736                 if (rc)
4737                         return rc;
4738         } else
4739                 return -EINVAL;
4740         return length;
4741 }
4742 SLAB_ATTR(shrink);
4743
4744 #ifdef CONFIG_NUMA
4745 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4746 {
4747         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4748 }
4749
4750 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4751                                 const char *buf, size_t length)
4752 {
4753         unsigned long ratio;
4754         int err;
4755
4756         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4757         if (err)
4758                 return err;
4759
4760         if (ratio <= 100)
4761                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4762
4763         return length;
4764 }
4765 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4766 #endif
4767
4768 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4769 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4770 {
4771         unsigned long sum  = 0;
4772         int cpu;
4773         int len;
4774         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4775
4776         if (!data)
4777                 return -ENOMEM;
4778
4779         for_each_online_cpu(cpu) {
4780                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4781
4782                 data[cpu] = x;
4783                 sum += x;
4784         }
4785
4786         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4787
4788 #ifdef CONFIG_SMP
4789         for_each_online_cpu(cpu) {
4790                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4791                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4792         }
4793 #endif
4794         kfree(data);
4795         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4796 }
4797
4798 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4799 {
4800         int cpu;
4801
4802         for_each_online_cpu(cpu)
4803                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4804 }
4805
4806 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4807 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4808 {                                                               \
4809         return show_stat(s, buf, si);                           \
4810 }                                                               \
4811 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4812                                 const char *buf, size_t length) \
4813 {                                                               \
4814         if (buf[0] != '0')                                      \
4815                 return -EINVAL;                                 \
4816         clear_stat(s, si);                                      \
4817         return length;                                          \
4818 }                                                               \
4819 SLAB_ATTR(text);                                                \
4820
4821 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4822 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4823 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4824 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4825 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4826 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4827 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4828 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4829 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4830 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4831 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4832 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4833 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4834 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4835 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4836 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4837 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4838 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4839 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4840 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4841 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4842 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4843 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4844 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4845 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4846 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4847 #endif
4848
4849 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4850         &slab_size_attr.attr,
4851         &object_size_attr.attr,
4852         &objs_per_slab_attr.attr,
4853         &order_attr.attr,
4854         &min_partial_attr.attr,
4855         &cpu_partial_attr.attr,
4856         &objects_attr.attr,
4857         &objects_partial_attr.attr,
4858         &partial_attr.attr,
4859         &cpu_slabs_attr.attr,
4860         &ctor_attr.attr,
4861         &aliases_attr.attr,
4862         &align_attr.attr,
4863         &hwcache_align_attr.attr,
4864         &reclaim_account_attr.attr,
4865         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4866         &shrink_attr.attr,
4867         &reserved_attr.attr,
4868         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4869 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4870         &total_objects_attr.attr,
4871         &slabs_attr.attr,
4872         &sanity_checks_attr.attr,
4873         &trace_attr.attr,
4874         &red_zone_attr.attr,
4875         &poison_attr.attr,
4876         &store_user_attr.attr,
4877         &validate_attr.attr,
4878         &alloc_calls_attr.attr,
4879         &free_calls_attr.attr,
4880 #endif
4881 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4882         &cache_dma_attr.attr,
4883 #endif
4884 #ifdef CONFIG_NUMA
4885         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4886 #endif
4887 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4888         &alloc_fastpath_attr.attr,
4889         &alloc_slowpath_attr.attr,
4890         &free_fastpath_attr.attr,
4891         &free_slowpath_attr.attr,
4892         &free_frozen_attr.attr,
4893         &free_add_partial_attr.attr,
4894         &free_remove_partial_attr.attr,
4895         &alloc_from_partial_attr.attr,
4896         &alloc_slab_attr.attr,
4897         &alloc_refill_attr.attr,
4898         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4899         &free_slab_attr.attr,
4900         &cpuslab_flush_attr.attr,
4901         &deactivate_full_attr.attr,
4902         &deactivate_empty_attr.attr,
4903         &deactivate_to_head_attr.attr,
4904         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4905         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4906         &deactivate_bypass_attr.attr,
4907         &order_fallback_attr.attr,
4908         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4909         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4910         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4911         &cpu_partial_free_attr.attr,
4912         &cpu_partial_node_attr.attr,
4913         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4914 #endif
4915 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4916         &failslab_attr.attr,
4917 #endif
4918
4919         NULL
4920 };
4921
4922 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4923         .attrs = slab_attrs,
4924 };
4925
4926 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4927                                 struct attribute *attr,
4928                                 char *buf)
4929 {
4930         struct slab_attribute *attribute;
4931         struct kmem_cache *s;
4932         int err;
4933
4934         attribute = to_slab_attr(attr);
4935         s = to_slab(kobj);
4936
4937         if (!attribute->show)
4938                 return -EIO;
4939
4940         err = attribute->show(s, buf);
4941
4942         return err;
4943 }
4944
4945 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4946                                 struct attribute *attr,
4947                                 const char *buf, size_t len)
4948 {
4949         struct slab_attribute *attribute;
4950         struct kmem_cache *s;
4951         int err;
4952
4953         attribute = to_slab_attr(attr);
4954         s = to_slab(kobj);
4955
4956         if (!attribute->store)
4957                 return -EIO;
4958
4959         err = attribute->store(s, buf, len);
4960 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4961         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
4962                 int i;
4963
4964                 mutex_lock(&slab_mutex);
4965                 if (s->max_attr_size < len)
4966                         s->max_attr_size = len;
4967
4968                 /*
4969                  * This is a best effort propagation, so this function's return
4970                  * value will be determined by the parent cache only. This is
4971                  * basically because not all attributes will have a well
4972                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
4973                  * have permanent effects.
4974                  *
4975                  * Returning the error value of any of the children that fail
4976                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
4977                  * error code won't be able to know anything about the state of
4978                  * the cache.
4979                  *
4980                  * Only returning the error code for the parent cache at least
4981                  * has well defined semantics. The cache being written to
4982                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
4983                  * through the descendants with best-effort propagation.
4984                  */
4985                 for_each_memcg_cache_index(i) {
4986                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg(s, i);
4987                         if (c)
4988                                 attribute->store(c, buf, len);
4989                 }
4990                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4991         }
4992 #endif
4993         return err;
4994 }
4995
4996 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
4997 {
4998 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4999         int i;
5000         char *buffer = NULL;
5001
5002         if (!is_root_cache(s))
5003                 return;
5004
5005         /*
5006          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5007          * in copying default values around
5008          */
5009         if (!s->max_attr_size)
5010                 return;
5011
5012         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5013                 char mbuf[64];
5014                 char *buf;
5015                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5016
5017                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5018                         continue;
5019
5020                 /*
5021                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5022                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5023                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5024                  *
5025                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5026                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5027                  * theoretically happen.
5028                  */
5029                 if (buffer)
5030                         buf = buffer;
5031                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5032                         buf = mbuf;
5033                 else {
5034                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5035                         if (WARN_ON(!buffer))
5036                                 continue;
5037                         buf = buffer;
5038                 }
5039
5040                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5041                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5042         }
5043
5044         if (buffer)
5045                 free_page((unsigned long)buffer);
5046 #endif
5047 }
5048
5049 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5050         .show = slab_attr_show,
5051         .store = slab_attr_store,
5052 };
5053
5054 static struct kobj_type slab_ktype = {
5055         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5056 };
5057
5058 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5059 {
5060         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5061
5062         if (ktype == &slab_ktype)
5063                 return 1;
5064         return 0;
5065 }
5066
5067 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5068         .filter = uevent_filter,
5069 };
5070
5071 static struct kset *slab_kset;
5072
5073 #define ID_STR_LENGTH 64
5074
5075 /* Create a unique string id for a slab cache:
5076  *
5077  * Format       :[flags-]size
5078  */
5079 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5080 {
5081         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5082         char *p = name;
5083
5084         BUG_ON(!name);
5085
5086         *p++ = ':';
5087         /*
5088          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5089          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5090          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5091          * are matched during merging to guarantee that the id is
5092          * unique.
5093          */
5094         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5095                 *p++ = 'd';
5096         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5097                 *p++ = 'a';
5098         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5099                 *p++ = 'F';
5100         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5101                 *p++ = 't';
5102         if (p != name + 1)
5103                 *p++ = '-';
5104         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5105
5106 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5107         if (!is_root_cache(s))
5108                 p += sprintf(p, "-%08d",
5109                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5110 #endif
5111
5112         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5113         return name;
5114 }
5115
5116 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5117 {
5118         int err;
5119         const char *name;
5120         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5121
5122         if (unmergeable) {
5123                 /*
5124                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5125                  * This is typically the case for debug situations. In that
5126                  * case we can catch duplicate names easily.
5127                  */
5128                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5129                 name = s->name;
5130         } else {
5131                 /*
5132                  * Create a unique name for the slab as a target
5133                  * for the symlinks.
5134                  */
5135                 name = create_unique_id(s);
5136         }
5137
5138         s->kobj.kset = slab_kset;
5139         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5140         if (err) {
5141                 kobject_put(&s->kobj);
5142                 return err;
5143         }
5144
5145         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5146         if (err) {
5147                 kobject_del(&s->kobj);
5148                 kobject_put(&s->kobj);
5149                 return err;
5150         }
5151         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5152         if (!unmergeable) {
5153                 /* Setup first alias */
5154                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5155                 kfree(name);
5156         }
5157         return 0;
5158 }
5159
5160 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5161 {
5162         if (slab_state < FULL)
5163                 /*
5164                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5165                  * cache from sysfs.
5166                  */
5167                 return;
5168
5169         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5170         kobject_del(&s->kobj);
5171         kobject_put(&s->kobj);
5172 }
5173
5174 /*
5175  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5176  * available lest we lose that information.
5177  */
5178 struct saved_alias {
5179         struct kmem_cache *s;
5180         const char *name;
5181         struct saved_alias *next;
5182 };
5183
5184 static struct saved_alias *alias_list;
5185
5186 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5187 {
5188         struct saved_alias *al;
5189
5190         if (slab_state == FULL) {
5191                 /*
5192                  * If we have a leftover link then remove it.
5193                  */
5194                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5195                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5196         }
5197
5198         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5199         if (!al)
5200                 return -ENOMEM;
5201
5202         al->s = s;
5203         al->name = name;
5204         al->next = alias_list;
5205         alias_list = al;
5206         return 0;
5207 }
5208
5209 static int __init slab_sysfs_init(void)
5210 {
5211         struct kmem_cache *s;
5212         int err;
5213
5214         mutex_lock(&slab_mutex);
5215
5216         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5217         if (!slab_kset) {
5218                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5219                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5220                 return -ENOSYS;
5221         }
5222
5223         slab_state = FULL;
5224
5225         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5226                 err = sysfs_slab_add(s);
5227                 if (err)
5228                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5229                                                 " to sysfs\n", s->name);
5230         }
5231
5232         while (alias_list) {
5233                 struct saved_alias *al = alias_list;
5234
5235                 alias_list = alias_list->next;
5236                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5237                 if (err)
5238                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5239                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5240                 kfree(al);
5241         }
5242
5243         mutex_unlock(&slab_mutex);
5244         resiliency_test();
5245         return 0;
5246 }
5247
5248 __initcall(slab_sysfs_init);
5249 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5250
5251 /*
5252  * The /proc/slabinfo ABI
5253  */
5254 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5255 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5256 {
5257         unsigned long nr_slabs = 0;
5258         unsigned long nr_objs = 0;
5259         unsigned long nr_free = 0;
5260         int node;
5261
5262         for_each_online_node(node) {
5263                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5264
5265                 if (!n)
5266                         continue;
5267
5268                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5269                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5270                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5271         }
5272
5273         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5274         sinfo->num_objs = nr_objs;
5275         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5276         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5277         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5278         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5279 }
5280
5281 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5282 {
5283 }
5284
5285 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5286                        size_t count, loff_t *ppos)
5287 {
5288         return -EIO;
5289 }
5290 #endif /* CONFIG_SLABINFO */