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