]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slub.c
ARM: imx: defconfig: add Ka-Ro TXA5 defconfig
[karo-tx-linux.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
130         return !kmem_cache_debug(s);
131 #else
132         return false;
133 #endif
134 }
135
136 /*
137  * Issues still to be resolved:
138  *
139  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
140  *
141  * - Variable sizing of the per node arrays
142  */
143
144 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
145 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
146
147 /* Enable to log cmpxchg failures */
148 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
149
150 /*
151  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
152  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
153  */
154 #define MIN_PARTIAL 5
155
156 /*
157  * Maximum number of desirable partial slabs.
158  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
159  * sort the partial list by the number of objects in use.
160  */
161 #define MAX_PARTIAL 10
162
163 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
164                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
165
166 /*
167  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
168  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
169  * metadata.
170  */
171 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 #define OO_SHIFT        16
174 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
175 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
176
177 /* Internal SLUB flags */
178 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
179 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
192         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
193 #endif
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
210 #endif
211
212 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
213 {
214 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
215         /*
216          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
217          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
218          */
219         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
220 #endif
221 }
222
223 /********************************************************************
224  *                      Core slab cache functions
225  *******************************************************************/
226
227 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
228 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
229                                 struct page *page, const void *object)
230 {
231         void *base;
232
233         if (!object)
234                 return 1;
235
236         base = page_address(page);
237         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
238                 (object - base) % s->size) {
239                 return 0;
240         }
241
242         return 1;
243 }
244
245 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
246 {
247         return *(void **)(object + s->offset);
248 }
249
250 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
251 {
252         prefetch(object + s->offset);
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         void *p;
258
259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
260         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
261 #else
262         p = get_freepointer(s, object);
263 #endif
264         return p;
265 }
266
267 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
268 {
269         *(void **)(object + s->offset) = fp;
270 }
271
272 /* Loop over all objects in a slab */
273 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
275                         __p += (__s)->size)
276
277 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
278         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
279                         __p += (__s)->size, __idx++)
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
288 {
289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
290         /*
291          * Debugging requires use of the padding between object
292          * and whatever may come after it.
293          */
294         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
295                 return s->object_size;
296
297 #endif
298         /*
299          * If we have the need to store the freelist pointer
300          * back there or track user information then we can
301          * only use the space before that information.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
304                 return s->inuse;
305         /*
306          * Else we can use all the padding etc for the allocation
307          */
308         return s->size;
309 }
310
311 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
312 {
313         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
314 }
315
316 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
317                 unsigned long size, int reserved)
318 {
319         struct kmem_cache_order_objects x = {
320                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
321         };
322
323         return x;
324 }
325
326 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
327 {
328         return x.x >> OO_SHIFT;
329 }
330
331 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x & OO_MASK;
334 }
335
336 /*
337  * Per slab locking using the pagelock
338  */
339 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
340 {
341         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
342         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
343 }
344
345 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
346 {
347         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
348         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
349 }
350
351 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
352 {
353         struct page tmp;
354         tmp.counters = counters_new;
355         /*
356          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
357          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
358          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
359          * be careful and only assign to the fields we need.
360          */
361         page->frozen  = tmp.frozen;
362         page->inuse   = tmp.inuse;
363         page->objects = tmp.objects;
364 }
365
366 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
367 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
368                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
369                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
370                 const char *n)
371 {
372         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
373 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
374     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
375         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
376                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
377                                    freelist_old, counters_old,
378                                    freelist_new, counters_new))
379                         return true;
380         } else
381 #endif
382         {
383                 slab_lock(page);
384                 if (page->freelist == freelist_old &&
385                                         page->counters == counters_old) {
386                         page->freelist = freelist_new;
387                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
388                         slab_unlock(page);
389                         return true;
390                 }
391                 slab_unlock(page);
392         }
393
394         cpu_relax();
395         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
396
397 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
398         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
399 #endif
400
401         return false;
402 }
403
404 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
405                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
406                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
407                 const char *n)
408 {
409 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
410     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
411         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
412                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
413                                    freelist_old, counters_old,
414                                    freelist_new, counters_new))
415                         return true;
416         } else
417 #endif
418         {
419                 unsigned long flags;
420
421                 local_irq_save(flags);
422                 slab_lock(page);
423                 if (page->freelist == freelist_old &&
424                                         page->counters == counters_old) {
425                         page->freelist = freelist_new;
426                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
427                         slab_unlock(page);
428                         local_irq_restore(flags);
429                         return true;
430                 }
431                 slab_unlock(page);
432                 local_irq_restore(flags);
433         }
434
435         cpu_relax();
436         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
437
438 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
439         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
440 #endif
441
442         return false;
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
446 /*
447  * Determine a map of object in use on a page.
448  *
449  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
450  * not vanish from under us.
451  */
452 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
453 {
454         void *p;
455         void *addr = page_address(page);
456
457         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
458                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
459 }
460
461 /*
462  * Debug settings:
463  */
464 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
465 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
466 #else
467 static int slub_debug;
468 #endif
469
470 static char *slub_debug_slabs;
471 static int disable_higher_order_debug;
472
473 /*
474  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
475  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
476  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
477  * to tell kasan that these accesses are OK.
478  */
479 static inline void metadata_access_enable(void)
480 {
481         kasan_disable_current();
482 }
483
484 static inline void metadata_access_disable(void)
485 {
486         kasan_enable_current();
487 }
488
489 /*
490  * Object debugging
491  */
492 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
493 {
494         metadata_access_enable();
495         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
496                         length, 1);
497         metadata_access_disable();
498 }
499
500 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
501         enum track_item alloc)
502 {
503         struct track *p;
504
505         if (s->offset)
506                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
507         else
508                 p = object + s->inuse;
509
510         return p + alloc;
511 }
512
513 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
514                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
515 {
516         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
517
518         if (addr) {
519 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
520                 struct stack_trace trace;
521                 int i;
522
523                 trace.nr_entries = 0;
524                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
525                 trace.entries = p->addrs;
526                 trace.skip = 3;
527                 metadata_access_enable();
528                 save_stack_trace(&trace);
529                 metadata_access_disable();
530
531                 /* See rant in lockdep.c */
532                 if (trace.nr_entries != 0 &&
533                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
534                         trace.nr_entries--;
535
536                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
537                         p->addrs[i] = 0;
538 #endif
539                 p->addr = addr;
540                 p->cpu = smp_processor_id();
541                 p->pid = current->pid;
542                 p->when = jiffies;
543         } else
544                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
545 }
546
547 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
548 {
549         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
550                 return;
551
552         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
553         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
554 }
555
556 static void print_track(const char *s, struct track *t)
557 {
558         if (!t->addr)
559                 return;
560
561         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
562                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
563 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
564         {
565                 int i;
566                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
567                         if (t->addrs[i])
568                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
569                         else
570                                 break;
571         }
572 #endif
573 }
574
575 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
576 {
577         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
578                 return;
579
580         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
581         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
582 }
583
584 static void print_page_info(struct page *page)
585 {
586         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
587                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
588
589 }
590
591 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
592 {
593         struct va_format vaf;
594         va_list args;
595
596         va_start(args, fmt);
597         vaf.fmt = fmt;
598         vaf.va = &args;
599         pr_err("=============================================================================\n");
600         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
601         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
602
603         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
604         va_end(args);
605 }
606
607 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
608 {
609         struct va_format vaf;
610         va_list args;
611
612         va_start(args, fmt);
613         vaf.fmt = fmt;
614         vaf.va = &args;
615         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
616         va_end(args);
617 }
618
619 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
620 {
621         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
622         u8 *addr = page_address(page);
623
624         print_tracking(s, p);
625
626         print_page_info(page);
627
628         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
629                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
630
631         if (p > addr + 16)
632                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
633
634         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
635                                 PAGE_SIZE));
636         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
637                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
638                         s->inuse - s->object_size);
639
640         if (s->offset)
641                 off = s->offset + sizeof(void *);
642         else
643                 off = s->inuse;
644
645         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
646                 off += 2 * sizeof(struct track);
647
648         if (off != s->size)
649                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
650                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
651
652         dump_stack();
653 }
654
655 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
656                         u8 *object, char *reason)
657 {
658         slab_bug(s, "%s", reason);
659         print_trailer(s, page, object);
660 }
661
662 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
663                         const char *fmt, ...)
664 {
665         va_list args;
666         char buf[100];
667
668         va_start(args, fmt);
669         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
670         va_end(args);
671         slab_bug(s, "%s", buf);
672         print_page_info(page);
673         dump_stack();
674 }
675
676 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
677 {
678         u8 *p = object;
679
680         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
681                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
682                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
683         }
684
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
686                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
687 }
688
689 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
690                                                 void *from, void *to)
691 {
692         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
693         memset(from, data, to - from);
694 }
695
696 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
697                         u8 *object, char *what,
698                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
699 {
700         u8 *fault;
701         u8 *end;
702
703         metadata_access_enable();
704         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
705         metadata_access_disable();
706         if (!fault)
707                 return 1;
708
709         end = start + bytes;
710         while (end > fault && end[-1] == value)
711                 end--;
712
713         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
714         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
715                                         fault, end - 1, fault[0], value);
716         print_trailer(s, page, object);
717
718         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
719         return 0;
720 }
721
722 /*
723  * Object layout:
724  *
725  * object address
726  *      Bytes of the object to be managed.
727  *      If the freepointer may overlay the object then the free
728  *      pointer is the first word of the object.
729  *
730  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
731  *      0xa5 (POISON_END)
732  *
733  * object + s->object_size
734  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
735  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
736  *      object_size == inuse.
737  *
738  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
739  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
740  *
741  * object + s->inuse
742  *      Meta data starts here.
743  *
744  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
745  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
746  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
747  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
748  *              before the word boundary.
749  *
750  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
751  *
752  * object + s->size
753  *      Nothing is used beyond s->size.
754  *
755  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
756  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
757  * may be used with merged slabcaches.
758  */
759
760 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
761 {
762         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
763
764         if (s->offset)
765                 /* Freepointer is placed after the object. */
766                 off += sizeof(void *);
767
768         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
769                 /* We also have user information there */
770                 off += 2 * sizeof(struct track);
771
772         if (s->size == off)
773                 return 1;
774
775         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
776                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
777 }
778
779 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
780 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
781 {
782         u8 *start;
783         u8 *fault;
784         u8 *end;
785         int length;
786         int remainder;
787
788         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
789                 return 1;
790
791         start = page_address(page);
792         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
793         end = start + length;
794         remainder = length % s->size;
795         if (!remainder)
796                 return 1;
797
798         metadata_access_enable();
799         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
800         metadata_access_disable();
801         if (!fault)
802                 return 1;
803         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
804                 end--;
805
806         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
807         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
808
809         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
810         return 0;
811 }
812
813 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
814                                         void *object, u8 val)
815 {
816         u8 *p = object;
817         u8 *endobject = object + s->object_size;
818
819         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
820                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
821                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
822                         return 0;
823         } else {
824                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
825                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
826                                 endobject, POISON_INUSE,
827                                 s->inuse - s->object_size);
828                 }
829         }
830
831         if (s->flags & SLAB_POISON) {
832                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
833                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
834                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
835                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
836                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
837                         return 0;
838                 /*
839                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
840                  */
841                 check_pad_bytes(s, page, p);
842         }
843
844         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
845                 /*
846                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
847                  * freepointer while object is allocated.
848                  */
849                 return 1;
850
851         /* Check free pointer validity */
852         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
853                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
854                 /*
855                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
856                  * of the free objects in this slab. May cause
857                  * another error because the object count is now wrong.
858                  */
859                 set_freepointer(s, p, NULL);
860                 return 0;
861         }
862         return 1;
863 }
864
865 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
866 {
867         int maxobj;
868
869         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
870
871         if (!PageSlab(page)) {
872                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
873                 return 0;
874         }
875
876         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
877         if (page->objects > maxobj) {
878                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
879                         page->objects, maxobj);
880                 return 0;
881         }
882         if (page->inuse > page->objects) {
883                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
884                         page->inuse, page->objects);
885                 return 0;
886         }
887         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
888         slab_pad_check(s, page);
889         return 1;
890 }
891
892 /*
893  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
894  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
895  */
896 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
897 {
898         int nr = 0;
899         void *fp;
900         void *object = NULL;
901         int max_objects;
902
903         fp = page->freelist;
904         while (fp && nr <= page->objects) {
905                 if (fp == search)
906                         return 1;
907                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
908                         if (object) {
909                                 object_err(s, page, object,
910                                         "Freechain corrupt");
911                                 set_freepointer(s, object, NULL);
912                         } else {
913                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
914                                 page->freelist = NULL;
915                                 page->inuse = page->objects;
916                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
917                                 return 0;
918                         }
919                         break;
920                 }
921                 object = fp;
922                 fp = get_freepointer(s, object);
923                 nr++;
924         }
925
926         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
927         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
928                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
929
930         if (page->objects != max_objects) {
931                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
932                         "should be %d", page->objects, max_objects);
933                 page->objects = max_objects;
934                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
935         }
936         if (page->inuse != page->objects - nr) {
937                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
938                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
939                 page->inuse = page->objects - nr;
940                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
941         }
942         return search == NULL;
943 }
944
945 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
946                                                                 int alloc)
947 {
948         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
949                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
950                         s->name,
951                         alloc ? "alloc" : "free",
952                         object, page->inuse,
953                         page->freelist);
954
955                 if (!alloc)
956                         print_section("Object ", (void *)object,
957                                         s->object_size);
958
959                 dump_stack();
960         }
961 }
962
963 /*
964  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
965  */
966 static void add_full(struct kmem_cache *s,
967         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
968 {
969         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
970                 return;
971
972         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
973         list_add(&page->lru, &n->full);
974 }
975
976 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
977 {
978         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
979                 return;
980
981         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
982         list_del(&page->lru);
983 }
984
985 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
986 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
987 {
988         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
989
990         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
991 }
992
993 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
994 {
995         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
996 }
997
998 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
999 {
1000         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1001
1002         /*
1003          * May be called early in order to allocate a slab for the
1004          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1005          * dilemma by deferring the increment of the count during
1006          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1007          */
1008         if (likely(n)) {
1009                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1010                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1011         }
1012 }
1013 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1014 {
1015         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1016
1017         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1018         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1019 }
1020
1021 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1022 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1023                                                                 void *object)
1024 {
1025         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1026                 return;
1027
1028         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1029         init_tracking(s, object);
1030 }
1031
1032 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1033                                         struct page *page,
1034                                         void *object, unsigned long addr)
1035 {
1036         if (!check_slab(s, page))
1037                 goto bad;
1038
1039         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1040                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1041                 goto bad;
1042         }
1043
1044         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1045                 goto bad;
1046
1047         /* Success perform special debug activities for allocs */
1048         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1049                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1050         trace(s, page, object, 1);
1051         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1052         return 1;
1053
1054 bad:
1055         if (PageSlab(page)) {
1056                 /*
1057                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1058                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1059                  * as used avoids touching the remaining objects.
1060                  */
1061                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1062                 page->inuse = page->objects;
1063                 page->freelist = NULL;
1064         }
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1069         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1070         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1071 {
1072         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1073
1074         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1075         slab_lock(page);
1076
1077         if (!check_slab(s, page))
1078                 goto fail;
1079
1080         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1081                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1082                 goto fail;
1083         }
1084
1085         if (on_freelist(s, page, object)) {
1086                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1087                 goto fail;
1088         }
1089
1090         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1091                 goto out;
1092
1093         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1094                 if (!PageSlab(page)) {
1095                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1096                                 "outside of slab", object);
1097                 } else if (!page->slab_cache) {
1098                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1099                                object);
1100                         dump_stack();
1101                 } else
1102                         object_err(s, page, object,
1103                                         "page slab pointer corrupt.");
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1108                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1109         trace(s, page, object, 0);
1110         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1111 out:
1112         slab_unlock(page);
1113         /*
1114          * Keep node_lock to preserve integrity
1115          * until the object is actually freed
1116          */
1117         return n;
1118
1119 fail:
1120         slab_unlock(page);
1121         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1122         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1123         return NULL;
1124 }
1125
1126 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1127 {
1128         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1129         if (*str++ != '=' || !*str)
1130                 /*
1131                  * No options specified. Switch on full debugging.
1132                  */
1133                 goto out;
1134
1135         if (*str == ',')
1136                 /*
1137                  * No options but restriction on slabs. This means full
1138                  * debugging for slabs matching a pattern.
1139                  */
1140                 goto check_slabs;
1141
1142         slub_debug = 0;
1143         if (*str == '-')
1144                 /*
1145                  * Switch off all debugging measures.
1146                  */
1147                 goto out;
1148
1149         /*
1150          * Determine which debug features should be switched on
1151          */
1152         for (; *str && *str != ','; str++) {
1153                 switch (tolower(*str)) {
1154                 case 'f':
1155                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1156                         break;
1157                 case 'z':
1158                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1159                         break;
1160                 case 'p':
1161                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1162                         break;
1163                 case 'u':
1164                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1165                         break;
1166                 case 't':
1167                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1168                         break;
1169                 case 'a':
1170                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1171                         break;
1172                 case 'o':
1173                         /*
1174                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1175                          * order would increase as a result.
1176                          */
1177                         disable_higher_order_debug = 1;
1178                         break;
1179                 default:
1180                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1181                                *str);
1182                 }
1183         }
1184
1185 check_slabs:
1186         if (*str == ',')
1187                 slub_debug_slabs = str + 1;
1188 out:
1189         return 1;
1190 }
1191
1192 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1193
1194 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1195         unsigned long flags, const char *name,
1196         void (*ctor)(void *))
1197 {
1198         /*
1199          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1200          */
1201         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1202                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1203                 flags |= slub_debug;
1204
1205         return flags;
1206 }
1207 #else
1208 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1209                         struct page *page, void *object) {}
1210
1211 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1212         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1213
1214 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1215         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1216         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1217
1218 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1219                         { return 1; }
1220 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1221                         void *object, u8 val) { return 1; }
1222 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1223                                         struct page *page) {}
1224 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1225                                         struct page *page) {}
1226 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1227         unsigned long flags, const char *name,
1228         void (*ctor)(void *))
1229 {
1230         return flags;
1231 }
1232 #define slub_debug 0
1233
1234 #define disable_higher_order_debug 0
1235
1236 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1237                                                         { return 0; }
1238 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1239                                                         { return 0; }
1240 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1241                                                         int objects) {}
1242 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1243                                                         int objects) {}
1244
1245 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1246
1247 /*
1248  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1249  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1250  */
1251 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1252 {
1253         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1254         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1255 }
1256
1257 static inline void kfree_hook(const void *x)
1258 {
1259         kmemleak_free(x);
1260         kasan_kfree_large(x);
1261 }
1262
1263 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1264                                                      gfp_t flags)
1265 {
1266         flags &= gfp_allowed_mask;
1267         lockdep_trace_alloc(flags);
1268         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1269
1270         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1271                 return NULL;
1272
1273         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1274 }
1275
1276 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1277                                         gfp_t flags, void *object)
1278 {
1279         flags &= gfp_allowed_mask;
1280         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1281         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
1282         memcg_kmem_put_cache(s);
1283         kasan_slab_alloc(s, object);
1284 }
1285
1286 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1287 {
1288         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1289
1290         /*
1291          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1292          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1293          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1294          */
1295 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1296         {
1297                 unsigned long flags;
1298
1299                 local_irq_save(flags);
1300                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1301                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1302                 local_irq_restore(flags);
1303         }
1304 #endif
1305         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1306                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1307
1308         kasan_slab_free(s, x);
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Slab allocation and freeing
1313  */
1314 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1315                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1316 {
1317         struct page *page;
1318         int order = oo_order(oo);
1319
1320         flags |= __GFP_NOTRACK;
1321
1322         if (memcg_charge_slab(s, flags, order))
1323                 return NULL;
1324
1325         if (node == NUMA_NO_NODE)
1326                 page = alloc_pages(flags, order);
1327         else
1328                 page = alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1329
1330         if (!page)
1331                 memcg_uncharge_slab(s, order);
1332
1333         return page;
1334 }
1335
1336 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1337 {
1338         struct page *page;
1339         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1340         gfp_t alloc_gfp;
1341
1342         flags &= gfp_allowed_mask;
1343
1344         if (flags & __GFP_WAIT)
1345                 local_irq_enable();
1346
1347         flags |= s->allocflags;
1348
1349         /*
1350          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1351          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1352          */
1353         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1354
1355         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1356         if (unlikely(!page)) {
1357                 oo = s->min;
1358                 alloc_gfp = flags;
1359                 /*
1360                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1361                  * Try a lower order alloc if possible
1362                  */
1363                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1364
1365                 if (page)
1366                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1367         }
1368
1369         if (kmemcheck_enabled && page
1370                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1371                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1372
1373                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1374
1375                 /*
1376                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1377                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1378                  */
1379                 if (s->ctor)
1380                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1381                 else
1382                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1383         }
1384
1385         if (flags & __GFP_WAIT)
1386                 local_irq_disable();
1387         if (!page)
1388                 return NULL;
1389
1390         page->objects = oo_objects(oo);
1391         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1392                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1393                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1394                 1 << oo_order(oo));
1395
1396         return page;
1397 }
1398
1399 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1400                                 void *object)
1401 {
1402         setup_object_debug(s, page, object);
1403         if (unlikely(s->ctor)) {
1404                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1405                 s->ctor(object);
1406                 kasan_poison_object_data(s, object);
1407         }
1408 }
1409
1410 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1411 {
1412         struct page *page;
1413         void *start;
1414         void *p;
1415         int order;
1416         int idx;
1417
1418         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1419                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1420                 BUG();
1421         }
1422
1423         page = allocate_slab(s,
1424                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1425         if (!page)
1426                 goto out;
1427
1428         order = compound_order(page);
1429         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1430         page->slab_cache = s;
1431         __SetPageSlab(page);
1432         if (page->pfmemalloc)
1433                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1434
1435         start = page_address(page);
1436
1437         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1438                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1439
1440         kasan_poison_slab(page);
1441
1442         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1443                 setup_object(s, page, p);
1444                 if (likely(idx < page->objects))
1445                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1446                 else
1447                         set_freepointer(s, p, NULL);
1448         }
1449
1450         page->freelist = start;
1451         page->inuse = page->objects;
1452         page->frozen = 1;
1453 out:
1454         return page;
1455 }
1456
1457 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1458 {
1459         int order = compound_order(page);
1460         int pages = 1 << order;
1461
1462         if (kmem_cache_debug(s)) {
1463                 void *p;
1464
1465                 slab_pad_check(s, page);
1466                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1467                                                 page->objects)
1468                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1469         }
1470
1471         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1472
1473         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1474                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1475                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1476                 -pages);
1477
1478         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1479         __ClearPageSlab(page);
1480
1481         page_mapcount_reset(page);
1482         if (current->reclaim_state)
1483                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1484         __free_pages(page, order);
1485         memcg_uncharge_slab(s, order);
1486 }
1487
1488 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1489         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1490
1491 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1492 {
1493         struct page *page;
1494
1495         if (need_reserve_slab_rcu)
1496                 page = virt_to_head_page(h);
1497         else
1498                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1499
1500         __free_slab(page->slab_cache, page);
1501 }
1502
1503 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1504 {
1505         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1506                 struct rcu_head *head;
1507
1508                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1509                         int order = compound_order(page);
1510                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1511
1512                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1513                         head = page_address(page) + offset;
1514                 } else {
1515                         /*
1516                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1517                          */
1518                         head = (void *)&page->lru;
1519                 }
1520
1521                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1522         } else
1523                 __free_slab(s, page);
1524 }
1525
1526 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1527 {
1528         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1529         free_slab(s, page);
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Management of partially allocated slabs.
1534  */
1535 static inline void
1536 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1537 {
1538         n->nr_partial++;
1539         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1540                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1541         else
1542                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1543 }
1544
1545 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1546                                 struct page *page, int tail)
1547 {
1548         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1549         __add_partial(n, page, tail);
1550 }
1551
1552 static inline void
1553 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1554 {
1555         list_del(&page->lru);
1556         n->nr_partial--;
1557 }
1558
1559 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1560                                         struct page *page)
1561 {
1562         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1563         __remove_partial(n, page);
1564 }
1565
1566 /*
1567  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1568  * return the pointer to the freelist.
1569  *
1570  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1571  */
1572 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1573                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1574                 int mode, int *objects)
1575 {
1576         void *freelist;
1577         unsigned long counters;
1578         struct page new;
1579
1580         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1581
1582         /*
1583          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1584          * The old freelist is the list of objects for the
1585          * per cpu allocation list.
1586          */
1587         freelist = page->freelist;
1588         counters = page->counters;
1589         new.counters = counters;
1590         *objects = new.objects - new.inuse;
1591         if (mode) {
1592                 new.inuse = page->objects;
1593                 new.freelist = NULL;
1594         } else {
1595                 new.freelist = freelist;
1596         }
1597
1598         VM_BUG_ON(new.frozen);
1599         new.frozen = 1;
1600
1601         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1602                         freelist, counters,
1603                         new.freelist, new.counters,
1604                         "acquire_slab"))
1605                 return NULL;
1606
1607         remove_partial(n, page);
1608         WARN_ON(!freelist);
1609         return freelist;
1610 }
1611
1612 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1613 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1614
1615 /*
1616  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1617  */
1618 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1619                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1620 {
1621         struct page *page, *page2;
1622         void *object = NULL;
1623         int available = 0;
1624         int objects;
1625
1626         /*
1627          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1628          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1629          * partial slab and there is none available then get_partials()
1630          * will return NULL.
1631          */
1632         if (!n || !n->nr_partial)
1633                 return NULL;
1634
1635         spin_lock(&n->list_lock);
1636         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1637                 void *t;
1638
1639                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1640                         continue;
1641
1642                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1643                 if (!t)
1644                         break;
1645
1646                 available += objects;
1647                 if (!object) {
1648                         c->page = page;
1649                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1650                         object = t;
1651                 } else {
1652                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1653                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1654                 }
1655                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1656                         || available > s->cpu_partial / 2)
1657                         break;
1658
1659         }
1660         spin_unlock(&n->list_lock);
1661         return object;
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1666  */
1667 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1668                 struct kmem_cache_cpu *c)
1669 {
1670 #ifdef CONFIG_NUMA
1671         struct zonelist *zonelist;
1672         struct zoneref *z;
1673         struct zone *zone;
1674         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1675         void *object;
1676         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1677
1678         /*
1679          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1680          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1681          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1682          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1683          *
1684          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1685          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1686          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1687          * from other nodes and filled up.
1688          *
1689          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1690          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1691          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1692          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1693          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1694          * with available objects.
1695          */
1696         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1697                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1698                 return NULL;
1699
1700         do {
1701                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1702                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1703                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1704                         struct kmem_cache_node *n;
1705
1706                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1707
1708                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1709                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1710                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1711                                 if (object) {
1712                                         /*
1713                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1714                                          * here - if mems_allowed was updated in
1715                                          * parallel, that was a harmless race
1716                                          * between allocation and the cpuset
1717                                          * update
1718                                          */
1719                                         return object;
1720                                 }
1721                         }
1722                 }
1723         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1724 #endif
1725         return NULL;
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Get a partial page, lock it and return it.
1730  */
1731 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1732                 struct kmem_cache_cpu *c)
1733 {
1734         void *object;
1735         int searchnode = node;
1736
1737         if (node == NUMA_NO_NODE)
1738                 searchnode = numa_mem_id();
1739         else if (!node_present_pages(node))
1740                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1741
1742         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1743         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1744                 return object;
1745
1746         return get_any_partial(s, flags, c);
1747 }
1748
1749 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1750 /*
1751  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1752  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1753  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1754  */
1755 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1756 #else
1757 /*
1758  * No preemption supported therefore also no need to check for
1759  * different cpus.
1760  */
1761 #define TID_STEP 1
1762 #endif
1763
1764 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1765 {
1766         return tid + TID_STEP;
1767 }
1768
1769 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1770 {
1771         return tid % TID_STEP;
1772 }
1773
1774 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1775 {
1776         return tid / TID_STEP;
1777 }
1778
1779 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1780 {
1781         return cpu;
1782 }
1783
1784 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1785                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1786 {
1787 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1788         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1789
1790         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1791
1792 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1793         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1794                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1795                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1796         else
1797 #endif
1798         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1799                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1800                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1801         else
1802                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1803                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1804 #endif
1805         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1806 }
1807
1808 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1809 {
1810         int cpu;
1811
1812         for_each_possible_cpu(cpu)
1813                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Remove the cpu slab
1818  */
1819 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1820                                 void *freelist)
1821 {
1822         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1823         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1824         int lock = 0;
1825         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1826         void *nextfree;
1827         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1828         struct page new;
1829         struct page old;
1830
1831         if (page->freelist) {
1832                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1833                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1834         }
1835
1836         /*
1837          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1838          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1839          * last one.
1840          *
1841          * There is no need to take the list->lock because the page
1842          * is still frozen.
1843          */
1844         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1845                 void *prior;
1846                 unsigned long counters;
1847
1848                 do {
1849                         prior = page->freelist;
1850                         counters = page->counters;
1851                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1852                         new.counters = counters;
1853                         new.inuse--;
1854                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1855
1856                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1857                         prior, counters,
1858                         freelist, new.counters,
1859                         "drain percpu freelist"));
1860
1861                 freelist = nextfree;
1862         }
1863
1864         /*
1865          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1866          * list presence reflects the actual number of objects
1867          * during unfreeze.
1868          *
1869          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1870          * with the count. If there is a mismatch then the page
1871          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1872          *
1873          * Then we restart the process which may have to remove
1874          * the page from the list that we just put it on again
1875          * because the number of objects in the slab may have
1876          * changed.
1877          */
1878 redo:
1879
1880         old.freelist = page->freelist;
1881         old.counters = page->counters;
1882         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1883
1884         /* Determine target state of the slab */
1885         new.counters = old.counters;
1886         if (freelist) {
1887                 new.inuse--;
1888                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1889                 new.freelist = freelist;
1890         } else
1891                 new.freelist = old.freelist;
1892
1893         new.frozen = 0;
1894
1895         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1896                 m = M_FREE;
1897         else if (new.freelist) {
1898                 m = M_PARTIAL;
1899                 if (!lock) {
1900                         lock = 1;
1901                         /*
1902                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1903                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1904                          * is frozen
1905                          */
1906                         spin_lock(&n->list_lock);
1907                 }
1908         } else {
1909                 m = M_FULL;
1910                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1911                         lock = 1;
1912                         /*
1913                          * This also ensures that the scanning of full
1914                          * slabs from diagnostic functions will not see
1915                          * any frozen slabs.
1916                          */
1917                         spin_lock(&n->list_lock);
1918                 }
1919         }
1920
1921         if (l != m) {
1922
1923                 if (l == M_PARTIAL)
1924
1925                         remove_partial(n, page);
1926
1927                 else if (l == M_FULL)
1928
1929                         remove_full(s, n, page);
1930
1931                 if (m == M_PARTIAL) {
1932
1933                         add_partial(n, page, tail);
1934                         stat(s, tail);
1935
1936                 } else if (m == M_FULL) {
1937
1938                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1939                         add_full(s, n, page);
1940
1941                 }
1942         }
1943
1944         l = m;
1945         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1946                                 old.freelist, old.counters,
1947                                 new.freelist, new.counters,
1948                                 "unfreezing slab"))
1949                 goto redo;
1950
1951         if (lock)
1952                 spin_unlock(&n->list_lock);
1953
1954         if (m == M_FREE) {
1955                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1956                 discard_slab(s, page);
1957                 stat(s, FREE_SLAB);
1958         }
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1963  *
1964  * This function must be called with interrupts disabled
1965  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1966  * to guarantee no concurrent accesses).
1967  */
1968 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1969                 struct kmem_cache_cpu *c)
1970 {
1971 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1972         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1973         struct page *page, *discard_page = NULL;
1974
1975         while ((page = c->partial)) {
1976                 struct page new;
1977                 struct page old;
1978
1979                 c->partial = page->next;
1980
1981                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1982                 if (n != n2) {
1983                         if (n)
1984                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1985
1986                         n = n2;
1987                         spin_lock(&n->list_lock);
1988                 }
1989
1990                 do {
1991
1992                         old.freelist = page->freelist;
1993                         old.counters = page->counters;
1994                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1995
1996                         new.counters = old.counters;
1997                         new.freelist = old.freelist;
1998
1999                         new.frozen = 0;
2000
2001                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2002                                 old.freelist, old.counters,
2003                                 new.freelist, new.counters,
2004                                 "unfreezing slab"));
2005
2006                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2007                         page->next = discard_page;
2008                         discard_page = page;
2009                 } else {
2010                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2011                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2012                 }
2013         }
2014
2015         if (n)
2016                 spin_unlock(&n->list_lock);
2017
2018         while (discard_page) {
2019                 page = discard_page;
2020                 discard_page = discard_page->next;
2021
2022                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2023                 discard_slab(s, page);
2024                 stat(s, FREE_SLAB);
2025         }
2026 #endif
2027 }
2028
2029 /*
2030  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2031  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2032  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2033  * onto a random cpus partial slot.
2034  *
2035  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2036  * per node partial list.
2037  */
2038 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2039 {
2040 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2041         struct page *oldpage;
2042         int pages;
2043         int pobjects;
2044
2045         preempt_disable();
2046         do {
2047                 pages = 0;
2048                 pobjects = 0;
2049                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2050
2051                 if (oldpage) {
2052                         pobjects = oldpage->pobjects;
2053                         pages = oldpage->pages;
2054                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2055                                 unsigned long flags;
2056                                 /*
2057                                  * partial array is full. Move the existing
2058                                  * set to the per node partial list.
2059                                  */
2060                                 local_irq_save(flags);
2061                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2062                                 local_irq_restore(flags);
2063                                 oldpage = NULL;
2064                                 pobjects = 0;
2065                                 pages = 0;
2066                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2067                         }
2068                 }
2069
2070                 pages++;
2071                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2072
2073                 page->pages = pages;
2074                 page->pobjects = pobjects;
2075                 page->next = oldpage;
2076
2077         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2078                                                                 != oldpage);
2079         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2080                 unsigned long flags;
2081
2082                 local_irq_save(flags);
2083                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2084                 local_irq_restore(flags);
2085         }
2086         preempt_enable();
2087 #endif
2088 }
2089
2090 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2091 {
2092         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2093         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2094
2095         c->tid = next_tid(c->tid);
2096         c->page = NULL;
2097         c->freelist = NULL;
2098 }
2099
2100 /*
2101  * Flush cpu slab.
2102  *
2103  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2104  */
2105 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2106 {
2107         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2108
2109         if (likely(c)) {
2110                 if (c->page)
2111                         flush_slab(s, c);
2112
2113                 unfreeze_partials(s, c);
2114         }
2115 }
2116
2117 static void flush_cpu_slab(void *d)
2118 {
2119         struct kmem_cache *s = d;
2120
2121         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2122 }
2123
2124 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2125 {
2126         struct kmem_cache *s = info;
2127         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2128
2129         return c->page || c->partial;
2130 }
2131
2132 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2133 {
2134         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2139  * locality expectations.
2140  */
2141 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2142 {
2143 #ifdef CONFIG_NUMA
2144         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2145                 return 0;
2146 #endif
2147         return 1;
2148 }
2149
2150 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2151 static int count_free(struct page *page)
2152 {
2153         return page->objects - page->inuse;
2154 }
2155
2156 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2157 {
2158         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2159 }
2160 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2161
2162 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2163 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2164                                         int (*get_count)(struct page *))
2165 {
2166         unsigned long flags;
2167         unsigned long x = 0;
2168         struct page *page;
2169
2170         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2171         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2172                 x += get_count(page);
2173         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2174         return x;
2175 }
2176 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2177
2178 static noinline void
2179 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2180 {
2181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2182         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2183                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2184         int node;
2185         struct kmem_cache_node *n;
2186
2187         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2188                 return;
2189
2190         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2191                 nid, gfpflags);
2192         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2193                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2194                 oo_order(s->min));
2195
2196         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2197                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2198                         s->name);
2199
2200         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2201                 unsigned long nr_slabs;
2202                 unsigned long nr_objs;
2203                 unsigned long nr_free;
2204
2205                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2206                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2207                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2208
2209                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2210                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2211         }
2212 #endif
2213 }
2214
2215 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2216                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2217 {
2218         void *freelist;
2219         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2220         struct page *page;
2221
2222         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2223
2224         if (freelist)
2225                 return freelist;
2226
2227         page = new_slab(s, flags, node);
2228         if (page) {
2229                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2230                 if (c->page)
2231                         flush_slab(s, c);
2232
2233                 /*
2234                  * No other reference to the page yet so we can
2235                  * muck around with it freely without cmpxchg
2236                  */
2237                 freelist = page->freelist;
2238                 page->freelist = NULL;
2239
2240                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2241                 c->page = page;
2242                 *pc = c;
2243         } else
2244                 freelist = NULL;
2245
2246         return freelist;
2247 }
2248
2249 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2250 {
2251         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2252                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2253
2254         return true;
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2259  * per cpu freelist or deactivate the page.
2260  *
2261  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2262  *
2263  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2264  *
2265  * This function must be called with interrupt disabled.
2266  */
2267 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2268 {
2269         struct page new;
2270         unsigned long counters;
2271         void *freelist;
2272
2273         do {
2274                 freelist = page->freelist;
2275                 counters = page->counters;
2276
2277                 new.counters = counters;
2278                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2279
2280                 new.inuse = page->objects;
2281                 new.frozen = freelist != NULL;
2282
2283         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2284                 freelist, counters,
2285                 NULL, new.counters,
2286                 "get_freelist"));
2287
2288         return freelist;
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2293  * debugging duties.
2294  *
2295  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2296  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2297  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2298  *
2299  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2300  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2301  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2302  *
2303  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2304  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2305  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2306  */
2307 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2308                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2309 {
2310         void *freelist;
2311         struct page *page;
2312         unsigned long flags;
2313
2314         local_irq_save(flags);
2315 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2316         /*
2317          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2318          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2319          * pointer.
2320          */
2321         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2322 #endif
2323
2324         page = c->page;
2325         if (!page)
2326                 goto new_slab;
2327 redo:
2328
2329         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2330                 int searchnode = node;
2331
2332                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2333                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2334
2335                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2336                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2337                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2338                         c->page = NULL;
2339                         c->freelist = NULL;
2340                         goto new_slab;
2341                 }
2342         }
2343
2344         /*
2345          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2346          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2347          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2348          */
2349         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2350                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2351                 c->page = NULL;
2352                 c->freelist = NULL;
2353                 goto new_slab;
2354         }
2355
2356         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2357         freelist = c->freelist;
2358         if (freelist)
2359                 goto load_freelist;
2360
2361         freelist = get_freelist(s, page);
2362
2363         if (!freelist) {
2364                 c->page = NULL;
2365                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2366                 goto new_slab;
2367         }
2368
2369         stat(s, ALLOC_REFILL);
2370
2371 load_freelist:
2372         /*
2373          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2374          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2375          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2376          */
2377         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2378         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2379         c->tid = next_tid(c->tid);
2380         local_irq_restore(flags);
2381         return freelist;
2382
2383 new_slab:
2384
2385         if (c->partial) {
2386                 page = c->page = c->partial;
2387                 c->partial = page->next;
2388                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2389                 c->freelist = NULL;
2390                 goto redo;
2391         }
2392
2393         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2394
2395         if (unlikely(!freelist)) {
2396                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2397                 local_irq_restore(flags);
2398                 return NULL;
2399         }
2400
2401         page = c->page;
2402         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2403                 goto load_freelist;
2404
2405         /* Only entered in the debug case */
2406         if (kmem_cache_debug(s) &&
2407                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2408                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2409
2410         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2411         c->page = NULL;
2412         c->freelist = NULL;
2413         local_irq_restore(flags);
2414         return freelist;
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2419  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2420  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2421  *
2422  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2423  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2424  *
2425  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2426  */
2427 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2428                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2429 {
2430         void **object;
2431         struct kmem_cache_cpu *c;
2432         struct page *page;
2433         unsigned long tid;
2434
2435         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2436         if (!s)
2437                 return NULL;
2438 redo:
2439         /*
2440          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2441          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2442          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2443          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2444          *
2445          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2446          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2447          * to check if it is matched or not.
2448          */
2449         do {
2450                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2451                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2452         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2453                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2454
2455         /*
2456          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2457          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2458          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2459          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2460          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2461          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2462          */
2463         barrier();
2464
2465         /*
2466          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2467          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2468          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2469          * linked list in between.
2470          */
2471
2472         object = c->freelist;
2473         page = c->page;
2474         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2475                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2476                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2477         } else {
2478                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2479
2480                 /*
2481                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2482                  * operation and if we are on the right processor.
2483                  *
2484                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2485                  * semantics!)
2486                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2487                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2488                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2489                  *
2490                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2491                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2492                  * other cpus.
2493                  */
2494                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2495                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2496                                 object, tid,
2497                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2498
2499                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2500                         goto redo;
2501                 }
2502                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2503                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2504         }
2505
2506         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2507                 memset(object, 0, s->object_size);
2508
2509         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2510
2511         return object;
2512 }
2513
2514 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2515                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2516 {
2517         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2518 }
2519
2520 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2521 {
2522         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2523
2524         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2525                                 s->size, gfpflags);
2526
2527         return ret;
2528 }
2529 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2530
2531 #ifdef CONFIG_TRACING
2532 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2533 {
2534         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2535         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2536         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2537         return ret;
2538 }
2539 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2540 #endif
2541
2542 #ifdef CONFIG_NUMA
2543 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2544 {
2545         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2546
2547         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2548                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2549
2550         return ret;
2551 }
2552 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2553
2554 #ifdef CONFIG_TRACING
2555 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2556                                     gfp_t gfpflags,
2557                                     int node, size_t size)
2558 {
2559         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2560
2561         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2562                            size, s->size, gfpflags, node);
2563
2564         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2565         return ret;
2566 }
2567 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2568 #endif
2569 #endif
2570
2571 /*
2572  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2573  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2574  *
2575  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2576  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2577  * handling required then we can return immediately.
2578  */
2579 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2580                         void *x, unsigned long addr)
2581 {
2582         void *prior;
2583         void **object = (void *)x;
2584         int was_frozen;
2585         struct page new;
2586         unsigned long counters;
2587         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2588         unsigned long uninitialized_var(flags);
2589
2590         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2591
2592         if (kmem_cache_debug(s) &&
2593                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2594                 return;
2595
2596         do {
2597                 if (unlikely(n)) {
2598                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2599                         n = NULL;
2600                 }
2601                 prior = page->freelist;
2602                 counters = page->counters;
2603                 set_freepointer(s, object, prior);
2604                 new.counters = counters;
2605                 was_frozen = new.frozen;
2606                 new.inuse--;
2607                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2608
2609                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2610
2611                                 /*
2612                                  * Slab was on no list before and will be
2613                                  * partially empty
2614                                  * We can defer the list move and instead
2615                                  * freeze it.
2616                                  */
2617                                 new.frozen = 1;
2618
2619                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2620
2621                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2622                                 /*
2623                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2624                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2625                                  * drop the list_lock without any processing.
2626                                  *
2627                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2628                                  * other processors updating the list of slabs.
2629                                  */
2630                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2631
2632                         }
2633                 }
2634
2635         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2636                 prior, counters,
2637                 object, new.counters,
2638                 "__slab_free"));
2639
2640         if (likely(!n)) {
2641
2642                 /*
2643                  * If we just froze the page then put it onto the
2644                  * per cpu partial list.
2645                  */
2646                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2647                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2648                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2649                 }
2650                 /*
2651                  * The list lock was not taken therefore no list
2652                  * activity can be necessary.
2653                  */
2654                 if (was_frozen)
2655                         stat(s, FREE_FROZEN);
2656                 return;
2657         }
2658
2659         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2660                 goto slab_empty;
2661
2662         /*
2663          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2664          * then add it.
2665          */
2666         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2667                 if (kmem_cache_debug(s))
2668                         remove_full(s, n, page);
2669                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2670                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2671         }
2672         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2673         return;
2674
2675 slab_empty:
2676         if (prior) {
2677                 /*
2678                  * Slab on the partial list.
2679                  */
2680                 remove_partial(n, page);
2681                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2682         } else {
2683                 /* Slab must be on the full list */
2684                 remove_full(s, n, page);
2685         }
2686
2687         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2688         stat(s, FREE_SLAB);
2689         discard_slab(s, page);
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2694  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2695  *
2696  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2697  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2698  * the item before.
2699  *
2700  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2701  * with all sorts of special processing.
2702  */
2703 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2704                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2705 {
2706         void **object = (void *)x;
2707         struct kmem_cache_cpu *c;
2708         unsigned long tid;
2709
2710         slab_free_hook(s, x);
2711
2712 redo:
2713         /*
2714          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2715          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2716          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2717          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2718          */
2719         do {
2720                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2721                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2722         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2723                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2724
2725         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2726         barrier();
2727
2728         if (likely(page == c->page)) {
2729                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2730
2731                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2732                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2733                                 c->freelist, tid,
2734                                 object, next_tid(tid)))) {
2735
2736                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2737                         goto redo;
2738                 }
2739                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2740         } else
2741                 __slab_free(s, page, x, addr);
2742
2743 }
2744
2745 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2746 {
2747         s = cache_from_obj(s, x);
2748         if (!s)
2749                 return;
2750         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2751         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2752 }
2753 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2754
2755 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2756 {
2757         __kmem_cache_free_bulk(s, size, p);
2758 }
2759 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2760
2761 bool kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2762                                                                 void **p)
2763 {
2764         return kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
2765 }
2766 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2767
2768
2769 /*
2770  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2771  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2772  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2773  * another.
2774  *
2775  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2776  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2777  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2778  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2779  * locking overhead.
2780  */
2781
2782 /*
2783  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2784  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2785  * and increases the number of allocations possible without having to
2786  * take the list_lock.
2787  */
2788 static int slub_min_order;
2789 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2790 static int slub_min_objects;
2791
2792 /*
2793  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2794  *
2795  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2796  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2797  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2798  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2799  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2800  * would be wasted.
2801  *
2802  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2803  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2804  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2805  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2806  *
2807  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2808  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2809  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2810  * of space in favor of a small page order.
2811  *
2812  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2813  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2814  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2815  * the smallest order which will fit the object.
2816  */
2817 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2818                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2819 {
2820         int order;
2821         int rem;
2822         int min_order = slub_min_order;
2823
2824         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2825                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2826
2827         for (order = max(min_order,
2828                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2829                         order <= max_order; order++) {
2830
2831                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2832
2833                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2834                         continue;
2835
2836                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2837
2838                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2839                         break;
2840
2841         }
2842
2843         return order;
2844 }
2845
2846 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2847 {
2848         int order;
2849         int min_objects;
2850         int fraction;
2851         int max_objects;
2852
2853         /*
2854          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2855          * works by first attempting to generate a layout with
2856          * the best configuration and backing off gradually.
2857          *
2858          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2859          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2860          */
2861         min_objects = slub_min_objects;
2862         if (!min_objects)
2863                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2864         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2865         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2866
2867         while (min_objects > 1) {
2868                 fraction = 16;
2869                 while (fraction >= 4) {
2870                         order = slab_order(size, min_objects,
2871                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2872                         if (order <= slub_max_order)
2873                                 return order;
2874                         fraction /= 2;
2875                 }
2876                 min_objects--;
2877         }
2878
2879         /*
2880          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2881          * lets see if we can place a single object there.
2882          */
2883         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2884         if (order <= slub_max_order)
2885                 return order;
2886
2887         /*
2888          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2889          */
2890         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2891         if (order < MAX_ORDER)
2892                 return order;
2893         return -ENOSYS;
2894 }
2895
2896 static void
2897 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2898 {
2899         n->nr_partial = 0;
2900         spin_lock_init(&n->list_lock);
2901         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2902 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2903         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2904         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2905         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2906 #endif
2907 }
2908
2909 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2910 {
2911         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2912                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2913
2914         /*
2915          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2916          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2917          */
2918         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2919                                      2 * sizeof(void *));
2920
2921         if (!s->cpu_slab)
2922                 return 0;
2923
2924         init_kmem_cache_cpus(s);
2925
2926         return 1;
2927 }
2928
2929 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2930
2931 /*
2932  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2933  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2934  * possible.
2935  *
2936  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2937  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2938  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2939  */
2940 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2941 {
2942         struct page *page;
2943         struct kmem_cache_node *n;
2944
2945         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2946
2947         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2948
2949         BUG_ON(!page);
2950         if (page_to_nid(page) != node) {
2951                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
2952                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
2953         }
2954
2955         n = page->freelist;
2956         BUG_ON(!n);
2957         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2958         page->inuse = 1;
2959         page->frozen = 0;
2960         kmem_cache_node->node[node] = n;
2961 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2962         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2963         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2964 #endif
2965         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
2966         init_kmem_cache_node(n);
2967         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2968
2969         /*
2970          * No locks need to be taken here as it has just been
2971          * initialized and there is no concurrent access.
2972          */
2973         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2974 }
2975
2976 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2977 {
2978         int node;
2979         struct kmem_cache_node *n;
2980
2981         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2982                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2983                 s->node[node] = NULL;
2984         }
2985 }
2986
2987 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2988 {
2989         int node;
2990
2991         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2992                 struct kmem_cache_node *n;
2993
2994                 if (slab_state == DOWN) {
2995                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2996                         continue;
2997                 }
2998                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2999                                                 GFP_KERNEL, node);
3000
3001                 if (!n) {
3002                         free_kmem_cache_nodes(s);
3003                         return 0;
3004                 }
3005
3006                 s->node[node] = n;
3007                 init_kmem_cache_node(n);
3008         }
3009         return 1;
3010 }
3011
3012 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3013 {
3014         if (min < MIN_PARTIAL)
3015                 min = MIN_PARTIAL;
3016         else if (min > MAX_PARTIAL)
3017                 min = MAX_PARTIAL;
3018         s->min_partial = min;
3019 }
3020
3021 /*
3022  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3023  * a slab object.
3024  */
3025 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3026 {
3027         unsigned long flags = s->flags;
3028         unsigned long size = s->object_size;
3029         int order;
3030
3031         /*
3032          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3033          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3034          * the possible location of the free pointer.
3035          */
3036         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3037
3038 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3039         /*
3040          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3041          * the slab may touch the object after free or before allocation
3042          * then we should never poison the object itself.
3043          */
3044         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3045                         !s->ctor)
3046                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3047         else
3048                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3049
3050
3051         /*
3052          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3053          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3054          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3055          */
3056         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3057                 size += sizeof(void *);
3058 #endif
3059
3060         /*
3061          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3062          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3063          */
3064         s->inuse = size;
3065
3066         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3067                 s->ctor)) {
3068                 /*
3069                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3070                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3071                  * kmem_cache_free.
3072                  *
3073                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3074                  * destructor or are poisoning the objects.
3075                  */
3076                 s->offset = size;
3077                 size += sizeof(void *);
3078         }
3079
3080 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3081         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3082                 /*
3083                  * Need to store information about allocs and frees after
3084                  * the object.
3085                  */
3086                 size += 2 * sizeof(struct track);
3087
3088         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3089                 /*
3090                  * Add some empty padding so that we can catch
3091                  * overwrites from earlier objects rather than let
3092                  * tracking information or the free pointer be
3093                  * corrupted if a user writes before the start
3094                  * of the object.
3095                  */
3096                 size += sizeof(void *);
3097 #endif
3098
3099         /*
3100          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3101          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3102          * each object to conform to the alignment.
3103          */
3104         size = ALIGN(size, s->align);
3105         s->size = size;
3106         if (forced_order >= 0)
3107                 order = forced_order;
3108         else
3109                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3110
3111         if (order < 0)
3112                 return 0;
3113
3114         s->allocflags = 0;
3115         if (order)
3116                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3117
3118         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3119                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3120
3121         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3122                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3123
3124         /*
3125          * Determine the number of objects per slab
3126          */
3127         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3128         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3129         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3130                 s->max = s->oo;
3131
3132         return !!oo_objects(s->oo);
3133 }
3134
3135 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3136 {
3137         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3138         s->reserved = 0;
3139
3140         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3141                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3142
3143         if (!calculate_sizes(s, -1))
3144                 goto error;
3145         if (disable_higher_order_debug) {
3146                 /*
3147                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3148                  * order increased.
3149                  */
3150                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3151                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3152                         s->offset = 0;
3153                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3154                                 goto error;
3155                 }
3156         }
3157
3158 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3159     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3160         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3161                 /* Enable fast mode */
3162                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3163 #endif
3164
3165         /*
3166          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3167          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3168          */
3169         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3170
3171         /*
3172          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3173          * per cpu partial lists of a processor.
3174          *
3175          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3176          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3177          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3178          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3179          *
3180          * This setting also determines
3181          *
3182          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3183          *    per node list when we reach the limit.
3184          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3185          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3186          *    50% to keep some capacity around for frees.
3187          */
3188         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3189                 s->cpu_partial = 0;
3190         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3191                 s->cpu_partial = 2;
3192         else if (s->size >= 1024)
3193                 s->cpu_partial = 6;
3194         else if (s->size >= 256)
3195                 s->cpu_partial = 13;
3196         else
3197                 s->cpu_partial = 30;
3198
3199 #ifdef CONFIG_NUMA
3200         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3201 #endif
3202         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3203                 goto error;
3204
3205         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3206                 return 0;
3207
3208         free_kmem_cache_nodes(s);
3209 error:
3210         if (flags & SLAB_PANIC)
3211                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3212                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3213                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3214                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3215         return -EINVAL;
3216 }
3217
3218 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3219                                                         const char *text)
3220 {
3221 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3222         void *addr = page_address(page);
3223         void *p;
3224         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3225                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3226         if (!map)
3227                 return;
3228         slab_err(s, page, text, s->name);
3229         slab_lock(page);
3230
3231         get_map(s, page, map);
3232         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3233
3234                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3235                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3236                         print_tracking(s, p);
3237                 }
3238         }
3239         slab_unlock(page);
3240         kfree(map);
3241 #endif
3242 }
3243
3244 /*
3245  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3246  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3247  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3248  */
3249 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3250 {
3251         struct page *page, *h;
3252
3253         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3254                 if (!page->inuse) {
3255                         __remove_partial(n, page);
3256                         discard_slab(s, page);
3257                 } else {
3258                         list_slab_objects(s, page,
3259                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3260                 }
3261         }
3262 }
3263
3264 /*
3265  * Release all resources used by a slab cache.
3266  */
3267 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3268 {
3269         int node;
3270         struct kmem_cache_node *n;
3271
3272         flush_all(s);
3273         /* Attempt to free all objects */
3274         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3275                 free_partial(s, n);
3276                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3277                         return 1;
3278         }
3279         free_percpu(s->cpu_slab);
3280         free_kmem_cache_nodes(s);
3281         return 0;
3282 }
3283
3284 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3285 {
3286         return kmem_cache_close(s);
3287 }
3288
3289 /********************************************************************
3290  *              Kmalloc subsystem
3291  *******************************************************************/
3292
3293 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3294 {
3295         get_option(&str, &slub_min_order);
3296
3297         return 1;
3298 }
3299
3300 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3301
3302 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3303 {
3304         get_option(&str, &slub_max_order);
3305         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3306
3307         return 1;
3308 }
3309
3310 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3311
3312 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3313 {
3314         get_option(&str, &slub_min_objects);
3315
3316         return 1;
3317 }
3318
3319 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3320
3321 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3322 {
3323         struct kmem_cache *s;
3324         void *ret;
3325
3326         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3327                 return kmalloc_large(size, flags);
3328
3329         s = kmalloc_slab(size, flags);
3330
3331         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3332                 return s;
3333
3334         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3335
3336         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3337
3338         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3339
3340         return ret;
3341 }
3342 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3343
3344 #ifdef CONFIG_NUMA
3345 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3346 {
3347         struct page *page;
3348         void *ptr = NULL;
3349
3350         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3351         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3352         if (page)
3353                 ptr = page_address(page);
3354
3355         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3356         return ptr;
3357 }
3358
3359 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3360 {
3361         struct kmem_cache *s;
3362         void *ret;
3363
3364         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3365                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3366
3367                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3368                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3369                                    flags, node);
3370
3371                 return ret;
3372         }
3373
3374         s = kmalloc_slab(size, flags);
3375
3376         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3377                 return s;
3378
3379         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3380
3381         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3382
3383         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3384
3385         return ret;
3386 }
3387 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3388 #endif
3389
3390 static size_t __ksize(const void *object)
3391 {
3392         struct page *page;
3393
3394         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3395                 return 0;
3396
3397         page = virt_to_head_page(object);
3398
3399         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3400                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3401                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3402         }
3403
3404         return slab_ksize(page->slab_cache);
3405 }
3406
3407 size_t ksize(const void *object)
3408 {
3409         size_t size = __ksize(object);
3410         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3411            so we need unpoison this area. */
3412         kasan_krealloc(object, size);
3413         return size;
3414 }
3415 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3416
3417 void kfree(const void *x)
3418 {
3419         struct page *page;
3420         void *object = (void *)x;
3421
3422         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3423
3424         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3425                 return;
3426
3427         page = virt_to_head_page(x);
3428         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3429                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3430                 kfree_hook(x);
3431                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3432                 return;
3433         }
3434         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3435 }
3436 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3437
3438 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3439
3440 /*
3441  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3442  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3443  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3444  *
3445  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3446  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3447  * are freed in them.
3448  */
3449 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3450 {
3451         int node;
3452         int i;
3453         struct kmem_cache_node *n;
3454         struct page *page;
3455         struct page *t;
3456         struct list_head discard;
3457         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3458         unsigned long flags;
3459         int ret = 0;
3460
3461         if (deactivate) {
3462                 /*
3463                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3464                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3465                  */
3466                 s->cpu_partial = 0;
3467                 s->min_partial = 0;
3468
3469                 /*
3470                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3471                  * so we have to make sure the change is visible.
3472                  */
3473                 kick_all_cpus_sync();
3474         }
3475
3476         flush_all(s);
3477         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3478                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3479                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3480                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3481
3482                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3483
3484                 /*
3485                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3486                  *
3487                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3488                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3489                  */
3490                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3491                         int free = page->objects - page->inuse;
3492
3493                         /* Do not reread page->inuse */
3494                         barrier();
3495
3496                         /* We do not keep full slabs on the list */
3497                         BUG_ON(free <= 0);
3498
3499                         if (free == page->objects) {
3500                                 list_move(&page->lru, &discard);
3501                                 n->nr_partial--;
3502                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3503                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3504                 }
3505
3506                 /*
3507                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3508                  * partial list.
3509                  */
3510                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3511                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3512
3513                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3514
3515                 /* Release empty slabs */
3516                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3517                         discard_slab(s, page);
3518
3519                 if (slabs_node(s, node))
3520                         ret = 1;
3521         }
3522
3523         return ret;
3524 }
3525
3526 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3527 {
3528         struct kmem_cache *s;
3529
3530         mutex_lock(&slab_mutex);
3531         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3532                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3533         mutex_unlock(&slab_mutex);
3534
3535         return 0;
3536 }
3537
3538 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3539 {
3540         struct kmem_cache_node *n;
3541         struct kmem_cache *s;
3542         struct memory_notify *marg = arg;
3543         int offline_node;
3544
3545         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3546
3547         /*
3548          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3549          * for it yet.
3550          */
3551         if (offline_node < 0)
3552                 return;
3553
3554         mutex_lock(&slab_mutex);
3555         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3556                 n = get_node(s, offline_node);
3557                 if (n) {
3558                         /*
3559                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3560                          * that is going down. We were unable to free them,
3561                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3562                          * callback. So, we must fail.
3563                          */
3564                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3565
3566                         s->node[offline_node] = NULL;
3567                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3568                 }
3569         }
3570         mutex_unlock(&slab_mutex);
3571 }
3572
3573 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3574 {
3575         struct kmem_cache_node *n;
3576         struct kmem_cache *s;
3577         struct memory_notify *marg = arg;
3578         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3579         int ret = 0;
3580
3581         /*
3582          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3583          * already created. Nothing to do.
3584          */
3585         if (nid < 0)
3586                 return 0;
3587
3588         /*
3589          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3590          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3591          * online.
3592          */
3593         mutex_lock(&slab_mutex);
3594         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3595                 /*
3596                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3597                  *      since memory is not yet available from the node that
3598                  *      is brought up.
3599                  */
3600                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3601                 if (!n) {
3602                         ret = -ENOMEM;
3603                         goto out;
3604                 }
3605                 init_kmem_cache_node(n);
3606                 s->node[nid] = n;
3607         }
3608 out:
3609         mutex_unlock(&slab_mutex);
3610         return ret;
3611 }
3612
3613 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3614                                 unsigned long action, void *arg)
3615 {
3616         int ret = 0;
3617
3618         switch (action) {
3619         case MEM_GOING_ONLINE:
3620                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3621                 break;
3622         case MEM_GOING_OFFLINE:
3623                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3624                 break;
3625         case MEM_OFFLINE:
3626         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3627                 slab_mem_offline_callback(arg);
3628                 break;
3629         case MEM_ONLINE:
3630         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3631                 break;
3632         }
3633         if (ret)
3634                 ret = notifier_from_errno(ret);
3635         else
3636                 ret = NOTIFY_OK;
3637         return ret;
3638 }
3639
3640 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3641         .notifier_call = slab_memory_callback,
3642         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3643 };
3644
3645 /********************************************************************
3646  *                      Basic setup of slabs
3647  *******************************************************************/
3648
3649 /*
3650  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3651  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3652  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3653  */
3654
3655 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3656 {
3657         int node;
3658         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3659         struct kmem_cache_node *n;
3660
3661         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3662
3663         /*
3664          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3665          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3666          * IPIs around.
3667          */
3668         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3669         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3670                 struct page *p;
3671
3672                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3673                         p->slab_cache = s;
3674
3675 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3676                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3677                         p->slab_cache = s;
3678 #endif
3679         }
3680         slab_init_memcg_params(s);
3681         list_add(&s->list, &slab_caches);
3682         return s;
3683 }
3684
3685 void __init kmem_cache_init(void)
3686 {
3687         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3688                 boot_kmem_cache_node;
3689
3690         if (debug_guardpage_minorder())
3691                 slub_max_order = 0;
3692
3693         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3694         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3695
3696         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3697                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3698
3699         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3700
3701         /* Able to allocate the per node structures */
3702         slab_state = PARTIAL;
3703
3704         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3705                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3706                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3707                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3708
3709         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3710
3711         /*
3712          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3713          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3714          * update any list pointers.
3715          */
3716         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3717
3718         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3719         create_kmalloc_caches(0);
3720
3721 #ifdef CONFIG_SMP
3722         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3723 #endif
3724
3725         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3726                 cache_line_size(),
3727                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3728                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3729 }
3730
3731 void __init kmem_cache_init_late(void)
3732 {
3733 }
3734
3735 struct kmem_cache *
3736 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3737                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3738 {
3739         struct kmem_cache *s, *c;
3740
3741         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3742         if (s) {
3743                 s->refcount++;
3744
3745                 /*
3746                  * Adjust the object sizes so that we clear
3747                  * the complete object on kzalloc.
3748                  */
3749                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3750                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3751
3752                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3753                         c->object_size = s->object_size;
3754                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3755                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3756                 }
3757
3758                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3759                         s->refcount--;
3760                         s = NULL;
3761                 }
3762         }
3763
3764         return s;
3765 }
3766
3767 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3768 {
3769         int err;
3770
3771         err = kmem_cache_open(s, flags);
3772         if (err)
3773                 return err;
3774
3775         /* Mutex is not taken during early boot */
3776         if (slab_state <= UP)
3777                 return 0;
3778
3779         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3780         err = sysfs_slab_add(s);
3781         if (err)
3782                 kmem_cache_close(s);
3783
3784         return err;
3785 }
3786
3787 #ifdef CONFIG_SMP
3788 /*
3789  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3790  * necessary.
3791  */
3792 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3793                 unsigned long action, void *hcpu)
3794 {
3795         long cpu = (long)hcpu;
3796         struct kmem_cache *s;
3797         unsigned long flags;
3798
3799         switch (action) {
3800         case CPU_UP_CANCELED:
3801         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3802         case CPU_DEAD:
3803         case CPU_DEAD_FROZEN:
3804                 mutex_lock(&slab_mutex);
3805                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3806                         local_irq_save(flags);
3807                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3808                         local_irq_restore(flags);
3809                 }
3810                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3811                 break;
3812         default:
3813                 break;
3814         }
3815         return NOTIFY_OK;
3816 }
3817
3818 static struct notifier_block slab_notifier = {
3819         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3820 };
3821
3822 #endif
3823
3824 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3825 {
3826         struct kmem_cache *s;
3827         void *ret;
3828
3829         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3830                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3831
3832         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3833
3834         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3835                 return s;
3836
3837         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3838
3839         /* Honor the call site pointer we received. */
3840         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3841
3842         return ret;
3843 }
3844
3845 #ifdef CONFIG_NUMA
3846 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3847                                         int node, unsigned long caller)
3848 {
3849         struct kmem_cache *s;
3850         void *ret;
3851
3852         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3853                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3854
3855                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3856                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3857                                    gfpflags, node);
3858
3859                 return ret;
3860         }
3861
3862         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3863
3864         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3865                 return s;
3866
3867         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3868
3869         /* Honor the call site pointer we received. */
3870         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3871
3872         return ret;
3873 }
3874 #endif
3875
3876 #ifdef CONFIG_SYSFS
3877 static int count_inuse(struct page *page)
3878 {
3879         return page->inuse;
3880 }
3881
3882 static int count_total(struct page *page)
3883 {
3884         return page->objects;
3885 }
3886 #endif
3887
3888 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3889 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3890                                                 unsigned long *map)
3891 {
3892         void *p;
3893         void *addr = page_address(page);
3894
3895         if (!check_slab(s, page) ||
3896                         !on_freelist(s, page, NULL))
3897                 return 0;
3898
3899         /* Now we know that a valid freelist exists */
3900         bitmap_zero(map, page->objects);
3901
3902         get_map(s, page, map);
3903         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3904                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3905                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3906                                 return 0;
3907         }
3908
3909         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3910                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3911                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3912                                 return 0;
3913         return 1;
3914 }
3915
3916 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3917                                                 unsigned long *map)
3918 {
3919         slab_lock(page);
3920         validate_slab(s, page, map);
3921         slab_unlock(page);
3922 }
3923
3924 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3925                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3926 {
3927         unsigned long count = 0;
3928         struct page *page;
3929         unsigned long flags;
3930
3931         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3932
3933         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3934                 validate_slab_slab(s, page, map);
3935                 count++;
3936         }
3937         if (count != n->nr_partial)
3938                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3939                        s->name, count, n->nr_partial);
3940
3941         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3942                 goto out;
3943
3944         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3945                 validate_slab_slab(s, page, map);
3946                 count++;
3947         }
3948         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3949                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
3950                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3951
3952 out:
3953         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3954         return count;
3955 }
3956
3957 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3958 {
3959         int node;
3960         unsigned long count = 0;
3961         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3962                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3963         struct kmem_cache_node *n;
3964
3965         if (!map)
3966                 return -ENOMEM;
3967
3968         flush_all(s);
3969         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3970                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3971         kfree(map);
3972         return count;
3973 }
3974 /*
3975  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3976  * and freed.
3977  */
3978
3979 struct location {
3980         unsigned long count;
3981         unsigned long addr;
3982         long long sum_time;
3983         long min_time;
3984         long max_time;
3985         long min_pid;
3986         long max_pid;
3987         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3988         nodemask_t nodes;
3989 };
3990
3991 struct loc_track {
3992         unsigned long max;
3993         unsigned long count;
3994         struct location *loc;
3995 };
3996
3997 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3998 {
3999         if (t->max)
4000                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4001                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4002 }
4003
4004 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4005 {
4006         struct location *l;
4007         int order;
4008
4009         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4010
4011         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4012         if (!l)
4013                 return 0;
4014
4015         if (t->count) {
4016                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4017                 free_loc_track(t);
4018         }
4019         t->max = max;
4020         t->loc = l;
4021         return 1;
4022 }
4023
4024 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4025                                 const struct track *track)
4026 {
4027         long start, end, pos;
4028         struct location *l;
4029         unsigned long caddr;
4030         unsigned long age = jiffies - track->when;
4031
4032         start = -1;
4033         end = t->count;
4034
4035         for ( ; ; ) {
4036                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4037
4038                 /*
4039                  * There is nothing at "end". If we end up there
4040                  * we need to add something to before end.
4041                  */
4042                 if (pos == end)
4043                         break;
4044
4045                 caddr = t->loc[pos].addr;
4046                 if (track->addr == caddr) {
4047
4048                         l = &t->loc[pos];
4049                         l->count++;
4050                         if (track->when) {
4051                                 l->sum_time += age;
4052                                 if (age < l->min_time)
4053                                         l->min_time = age;
4054                                 if (age > l->max_time)
4055                                         l->max_time = age;
4056
4057                                 if (track->pid < l->min_pid)
4058                                         l->min_pid = track->pid;
4059                                 if (track->pid > l->max_pid)
4060                                         l->max_pid = track->pid;
4061
4062                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4063                                                 to_cpumask(l->cpus));
4064                         }
4065                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4066                         return 1;
4067                 }
4068
4069                 if (track->addr < caddr)
4070                         end = pos;
4071                 else
4072                         start = pos;
4073         }
4074
4075         /*
4076          * Not found. Insert new tracking element.
4077          */
4078         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4079                 return 0;
4080
4081         l = t->loc + pos;
4082         if (pos < t->count)
4083                 memmove(l + 1, l,
4084                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4085         t->count++;
4086         l->count = 1;
4087         l->addr = track->addr;
4088         l->sum_time = age;
4089         l->min_time = age;
4090         l->max_time = age;
4091         l->min_pid = track->pid;
4092         l->max_pid = track->pid;
4093         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4094         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4095         nodes_clear(l->nodes);
4096         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4097         return 1;
4098 }
4099
4100 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4101                 struct page *page, enum track_item alloc,
4102                 unsigned long *map)
4103 {
4104         void *addr = page_address(page);
4105         void *p;
4106
4107         bitmap_zero(map, page->objects);
4108         get_map(s, page, map);
4109
4110         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4111                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4112                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4113 }
4114
4115 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4116                                         enum track_item alloc)
4117 {
4118         int len = 0;
4119         unsigned long i;
4120         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4121         int node;
4122         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4123                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4124         struct kmem_cache_node *n;
4125
4126         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4127                                      GFP_TEMPORARY)) {
4128                 kfree(map);
4129                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4130         }
4131         /* Push back cpu slabs */
4132         flush_all(s);
4133
4134         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4135                 unsigned long flags;
4136                 struct page *page;
4137
4138                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4139                         continue;
4140
4141                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4142                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4143                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4144                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4145                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4146                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4147         }
4148
4149         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4150                 struct location *l = &t.loc[i];
4151
4152                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4153                         break;
4154                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4155
4156                 if (l->addr)
4157                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4158                 else
4159                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4160
4161                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4162                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4163                                 l->min_time,
4164                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4165                                 l->max_time);
4166                 } else
4167                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4168                                 l->min_time);
4169
4170                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4171                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4172                                 l->min_pid, l->max_pid);
4173                 else
4174                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4175                                 l->min_pid);
4176
4177                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4178                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4179                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4180                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4181                                          " cpus=%*pbl",
4182                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4183
4184                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4185                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4186                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4187                                          " nodes=%*pbl",
4188                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4189
4190                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4191         }
4192
4193         free_loc_track(&t);
4194         kfree(map);
4195         if (!t.count)
4196                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4197         return len;
4198 }
4199 #endif
4200
4201 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4202 static void __init resiliency_test(void)
4203 {
4204         u8 *p;
4205
4206         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4207
4208         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4209         pr_err("-----------------------\n");
4210         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4211
4212         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4213         p[16] = 0x12;
4214         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4215                p + 16);
4216
4217         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4218
4219         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4220         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4221         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4222         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4223                p);
4224         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4225
4226         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4227         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4228         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4229         *p = 0x56;
4230         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4231                p);
4232         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4233         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4234
4235         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4236         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4237         kfree(p);
4238         *p = 0x78;
4239         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4240         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4241
4242         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4243         kfree(p);
4244         p[50] = 0x9a;
4245         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4246         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4247
4248         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4249         kfree(p);
4250         p[512] = 0xab;
4251         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4252         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4253 }
4254 #else
4255 #ifdef CONFIG_SYSFS
4256 static void resiliency_test(void) {};
4257 #endif
4258 #endif
4259
4260 #ifdef CONFIG_SYSFS
4261 enum slab_stat_type {
4262         SL_ALL,                 /* All slabs */
4263         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4264         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4265         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4266         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4267 };
4268
4269 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4270 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4271 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4272 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4273 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4274
4275 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4276                             char *buf, unsigned long flags)
4277 {
4278         unsigned long total = 0;
4279         int node;
4280         int x;
4281         unsigned long *nodes;
4282
4283         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4284         if (!nodes)
4285                 return -ENOMEM;
4286
4287         if (flags & SO_CPU) {
4288                 int cpu;
4289
4290                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4291                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4292                                                                cpu);
4293                         int node;
4294                         struct page *page;
4295
4296                         page = READ_ONCE(c->page);
4297                         if (!page)
4298                                 continue;
4299
4300                         node = page_to_nid(page);
4301                         if (flags & SO_TOTAL)
4302                                 x = page->objects;
4303                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4304                                 x = page->inuse;
4305                         else
4306                                 x = 1;
4307
4308                         total += x;
4309                         nodes[node] += x;
4310
4311                         page = READ_ONCE(c->partial);
4312                         if (page) {
4313                                 node = page_to_nid(page);
4314                                 if (flags & SO_TOTAL)
4315                                         WARN_ON_ONCE(1);
4316                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4317                                         WARN_ON_ONCE(1);
4318                                 else
4319                                         x = page->pages;
4320                                 total += x;
4321                                 nodes[node] += x;
4322                         }
4323                 }
4324         }
4325
4326         get_online_mems();
4327 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4328         if (flags & SO_ALL) {
4329                 struct kmem_cache_node *n;
4330
4331                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4332
4333                         if (flags & SO_TOTAL)
4334                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4335                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4336                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4337                                         count_partial(n, count_free);
4338                         else
4339                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4340                         total += x;
4341                         nodes[node] += x;
4342                 }
4343
4344         } else
4345 #endif
4346         if (flags & SO_PARTIAL) {
4347                 struct kmem_cache_node *n;
4348
4349                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4350                         if (flags & SO_TOTAL)
4351                                 x = count_partial(n, count_total);
4352                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4353                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4354                         else
4355                                 x = n->nr_partial;
4356                         total += x;
4357                         nodes[node] += x;
4358                 }
4359         }
4360         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4361 #ifdef CONFIG_NUMA
4362         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4363                 if (nodes[node])
4364                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4365                                         node, nodes[node]);
4366 #endif
4367         put_online_mems();
4368         kfree(nodes);
4369         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4370 }
4371
4372 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4373 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4374 {
4375         int node;
4376         struct kmem_cache_node *n;
4377
4378         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4379                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4380                         return 1;
4381
4382         return 0;
4383 }
4384 #endif
4385
4386 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4387 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4388
4389 struct slab_attribute {
4390         struct attribute attr;
4391         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4392         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4393 };
4394
4395 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4396         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4397         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4398
4399 #define SLAB_ATTR(_name) \
4400         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4401         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4402
4403 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4404 {
4405         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4406 }
4407 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4408
4409 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4410 {
4411         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4412 }
4413 SLAB_ATTR_RO(align);
4414
4415 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4416 {
4417         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4418 }
4419 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4420
4421 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4422 {
4423         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4424 }
4425 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4426
4427 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4428                                 const char *buf, size_t length)
4429 {
4430         unsigned long order;
4431         int err;
4432
4433         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4434         if (err)
4435                 return err;
4436
4437         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4438                 return -EINVAL;
4439
4440         calculate_sizes(s, order);
4441         return length;
4442 }
4443
4444 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4445 {
4446         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4447 }
4448 SLAB_ATTR(order);
4449
4450 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4451 {
4452         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4453 }
4454
4455 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4456                                  size_t length)
4457 {
4458         unsigned long min;
4459         int err;
4460
4461         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4462         if (err)
4463                 return err;
4464
4465         set_min_partial(s, min);
4466         return length;
4467 }
4468 SLAB_ATTR(min_partial);
4469
4470 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4471 {
4472         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4473 }
4474
4475 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4476                                  size_t length)
4477 {
4478         unsigned long objects;
4479         int err;
4480
4481         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4482         if (err)
4483                 return err;
4484         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4485                 return -EINVAL;
4486
4487         s->cpu_partial = objects;
4488         flush_all(s);
4489         return length;
4490 }
4491 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4492
4493 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4494 {
4495         if (!s->ctor)
4496                 return 0;
4497         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4498 }
4499 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4500
4501 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4502 {
4503         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4504 }
4505 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4506
4507 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4508 {
4509         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4510 }
4511 SLAB_ATTR_RO(partial);
4512
4513 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4514 {
4515         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4516 }
4517 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4518
4519 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4520 {
4521         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4522 }
4523 SLAB_ATTR_RO(objects);
4524
4525 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4526 {
4527         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4528 }
4529 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4530
4531 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4532 {
4533         int objects = 0;
4534         int pages = 0;
4535         int cpu;
4536         int len;
4537
4538         for_each_online_cpu(cpu) {
4539                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4540
4541                 if (page) {
4542                         pages += page->pages;
4543                         objects += page->pobjects;
4544                 }
4545         }
4546
4547         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4548
4549 #ifdef CONFIG_SMP
4550         for_each_online_cpu(cpu) {
4551                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4552
4553                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4554                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4555                                 page->pobjects, page->pages);
4556         }
4557 #endif
4558         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4559 }
4560 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4561
4562 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4563 {
4564         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4565 }
4566
4567 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4568                                 const char *buf, size_t length)
4569 {
4570         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4571         if (buf[0] == '1')
4572                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4573         return length;
4574 }
4575 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4576
4577 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4578 {
4579         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4580 }
4581 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4582
4583 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4584 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4585 {
4586         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4587 }
4588 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4589 #endif
4590
4591 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4592 {
4593         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4594 }
4595 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4596
4597 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4598 {
4599         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4600 }
4601 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4602
4603 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4604 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4605 {
4606         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4607 }
4608 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4609
4610 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4611 {
4612         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4613 }
4614 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4615
4616 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4619 }
4620
4621 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4622                                 const char *buf, size_t length)
4623 {
4624         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4625         if (buf[0] == '1') {
4626                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4627                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4628         }
4629         return length;
4630 }
4631 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4632
4633 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4634 {
4635         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4636 }
4637
4638 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4639                                                         size_t length)
4640 {
4641         /*
4642          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4643          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4644          * cache into an umergeable one.
4645          */
4646         if (s->refcount > 1)
4647                 return -EINVAL;
4648
4649         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4650         if (buf[0] == '1') {
4651                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4652                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4653         }
4654         return length;
4655 }
4656 SLAB_ATTR(trace);
4657
4658 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4659 {
4660         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4661 }
4662
4663 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4664                                 const char *buf, size_t length)
4665 {
4666         if (any_slab_objects(s))
4667                 return -EBUSY;
4668
4669         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4670         if (buf[0] == '1') {
4671                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4672                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4673         }
4674         calculate_sizes(s, -1);
4675         return length;
4676 }
4677 SLAB_ATTR(red_zone);
4678
4679 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4680 {
4681         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4682 }
4683
4684 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4685                                 const char *buf, size_t length)
4686 {
4687         if (any_slab_objects(s))
4688                 return -EBUSY;
4689
4690         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4691         if (buf[0] == '1') {
4692                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4693                 s->flags |= SLAB_POISON;
4694         }
4695         calculate_sizes(s, -1);
4696         return length;
4697 }
4698 SLAB_ATTR(poison);
4699
4700 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4701 {
4702         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4703 }
4704
4705 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4706                                 const char *buf, size_t length)
4707 {
4708         if (any_slab_objects(s))
4709                 return -EBUSY;
4710
4711         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4712         if (buf[0] == '1') {
4713                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4714                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4715         }
4716         calculate_sizes(s, -1);
4717         return length;
4718 }
4719 SLAB_ATTR(store_user);
4720
4721 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4722 {
4723         return 0;
4724 }
4725
4726 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4727                         const char *buf, size_t length)
4728 {
4729         int ret = -EINVAL;
4730
4731         if (buf[0] == '1') {
4732                 ret = validate_slab_cache(s);
4733                 if (ret >= 0)
4734                         ret = length;
4735         }
4736         return ret;
4737 }
4738 SLAB_ATTR(validate);
4739
4740 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4741 {
4742         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4743                 return -ENOSYS;
4744         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4745 }
4746 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4747
4748 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4749 {
4750         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4751                 return -ENOSYS;
4752         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4753 }
4754 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4755 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4756
4757 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4758 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4759 {
4760         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4761 }
4762
4763 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4764                                                         size_t length)
4765 {
4766         if (s->refcount > 1)
4767                 return -EINVAL;
4768
4769         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4770         if (buf[0] == '1')
4771                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4772         return length;
4773 }
4774 SLAB_ATTR(failslab);
4775 #endif
4776
4777 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4778 {
4779         return 0;
4780 }
4781
4782 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4783                         const char *buf, size_t length)
4784 {
4785         if (buf[0] == '1')
4786                 kmem_cache_shrink(s);
4787         else
4788                 return -EINVAL;
4789         return length;
4790 }
4791 SLAB_ATTR(shrink);
4792
4793 #ifdef CONFIG_NUMA
4794 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4795 {
4796         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4797 }
4798
4799 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4800                                 const char *buf, size_t length)
4801 {
4802         unsigned long ratio;
4803         int err;
4804
4805         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4806         if (err)
4807                 return err;
4808
4809         if (ratio <= 100)
4810                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4811
4812         return length;
4813 }
4814 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4815 #endif
4816
4817 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4818 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4819 {
4820         unsigned long sum  = 0;
4821         int cpu;
4822         int len;
4823         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4824
4825         if (!data)
4826                 return -ENOMEM;
4827
4828         for_each_online_cpu(cpu) {
4829                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4830
4831                 data[cpu] = x;
4832                 sum += x;
4833         }
4834
4835         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4836
4837 #ifdef CONFIG_SMP
4838         for_each_online_cpu(cpu) {
4839                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4840                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4841         }
4842 #endif
4843         kfree(data);
4844         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4845 }
4846
4847 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4848 {
4849         int cpu;
4850
4851         for_each_online_cpu(cpu)
4852                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4853 }
4854
4855 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4856 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4857 {                                                               \
4858         return show_stat(s, buf, si);                           \
4859 }                                                               \
4860 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4861                                 const char *buf, size_t length) \
4862 {                                                               \
4863         if (buf[0] != '0')                                      \
4864                 return -EINVAL;                                 \
4865         clear_stat(s, si);                                      \
4866         return length;                                          \
4867 }                                                               \
4868 SLAB_ATTR(text);                                                \
4869
4870 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4871 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4872 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4873 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4874 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4875 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4876 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4877 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4878 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4879 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4880 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4881 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4882 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4883 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4884 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4885 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4886 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4887 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4888 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4889 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4890 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4891 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4892 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4893 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4894 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4895 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4896 #endif
4897
4898 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4899         &slab_size_attr.attr,
4900         &object_size_attr.attr,
4901         &objs_per_slab_attr.attr,
4902         &order_attr.attr,
4903         &min_partial_attr.attr,
4904         &cpu_partial_attr.attr,
4905         &objects_attr.attr,
4906         &objects_partial_attr.attr,
4907         &partial_attr.attr,
4908         &cpu_slabs_attr.attr,
4909         &ctor_attr.attr,
4910         &aliases_attr.attr,
4911         &align_attr.attr,
4912         &hwcache_align_attr.attr,
4913         &reclaim_account_attr.attr,
4914         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4915         &shrink_attr.attr,
4916         &reserved_attr.attr,
4917         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4918 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4919         &total_objects_attr.attr,
4920         &slabs_attr.attr,
4921         &sanity_checks_attr.attr,
4922         &trace_attr.attr,
4923         &red_zone_attr.attr,
4924         &poison_attr.attr,
4925         &store_user_attr.attr,
4926         &validate_attr.attr,
4927         &alloc_calls_attr.attr,
4928         &free_calls_attr.attr,
4929 #endif
4930 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4931         &cache_dma_attr.attr,
4932 #endif
4933 #ifdef CONFIG_NUMA
4934         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4935 #endif
4936 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4937         &alloc_fastpath_attr.attr,
4938         &alloc_slowpath_attr.attr,
4939         &free_fastpath_attr.attr,
4940         &free_slowpath_attr.attr,
4941         &free_frozen_attr.attr,
4942         &free_add_partial_attr.attr,
4943         &free_remove_partial_attr.attr,
4944         &alloc_from_partial_attr.attr,
4945         &alloc_slab_attr.attr,
4946         &alloc_refill_attr.attr,
4947         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4948         &free_slab_attr.attr,
4949         &cpuslab_flush_attr.attr,
4950         &deactivate_full_attr.attr,
4951         &deactivate_empty_attr.attr,
4952         &deactivate_to_head_attr.attr,
4953         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4954         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4955         &deactivate_bypass_attr.attr,
4956         &order_fallback_attr.attr,
4957         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4958         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4959         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4960         &cpu_partial_free_attr.attr,
4961         &cpu_partial_node_attr.attr,
4962         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4963 #endif
4964 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4965         &failslab_attr.attr,
4966 #endif
4967
4968         NULL
4969 };
4970
4971 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4972         .attrs = slab_attrs,
4973 };
4974
4975 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4976                                 struct attribute *attr,
4977                                 char *buf)
4978 {
4979         struct slab_attribute *attribute;
4980         struct kmem_cache *s;
4981         int err;
4982
4983         attribute = to_slab_attr(attr);
4984         s = to_slab(kobj);
4985
4986         if (!attribute->show)
4987                 return -EIO;
4988
4989         err = attribute->show(s, buf);
4990
4991         return err;
4992 }
4993
4994 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4995                                 struct attribute *attr,
4996                                 const char *buf, size_t len)
4997 {
4998         struct slab_attribute *attribute;
4999         struct kmem_cache *s;
5000         int err;
5001
5002         attribute = to_slab_attr(attr);
5003         s = to_slab(kobj);
5004
5005         if (!attribute->store)
5006                 return -EIO;
5007
5008         err = attribute->store(s, buf, len);
5009 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5010         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5011                 struct kmem_cache *c;
5012
5013                 mutex_lock(&slab_mutex);
5014                 if (s->max_attr_size < len)
5015                         s->max_attr_size = len;
5016
5017                 /*
5018                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5019                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5020                  * basically because not all attributes will have a well
5021                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5022                  * have permanent effects.
5023                  *
5024                  * Returning the error value of any of the children that fail
5025                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5026                  * error code won't be able to know anything about the state of
5027                  * the cache.
5028                  *
5029                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5030                  * has well defined semantics. The cache being written to
5031                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5032                  * through the descendants with best-effort propagation.
5033                  */
5034                 for_each_memcg_cache(c, s)
5035                         attribute->store(c, buf, len);
5036                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5037         }
5038 #endif
5039         return err;
5040 }
5041
5042 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5043 {
5044 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5045         int i;
5046         char *buffer = NULL;
5047         struct kmem_cache *root_cache;
5048
5049         if (is_root_cache(s))
5050                 return;
5051
5052         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5053
5054         /*
5055          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5056          * in copying default values around
5057          */
5058         if (!root_cache->max_attr_size)
5059                 return;
5060
5061         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5062                 char mbuf[64];
5063                 char *buf;
5064                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5065
5066                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5067                         continue;
5068
5069                 /*
5070                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5071                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5072                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5073                  *
5074                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5075                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5076                  * theoretically happen.
5077                  */
5078                 if (buffer)
5079                         buf = buffer;
5080                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5081                         buf = mbuf;
5082                 else {
5083                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5084                         if (WARN_ON(!buffer))
5085                                 continue;
5086                         buf = buffer;
5087                 }
5088
5089                 attr->show(root_cache, buf);
5090                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5091         }
5092
5093         if (buffer)
5094                 free_page((unsigned long)buffer);
5095 #endif
5096 }
5097
5098 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5099 {
5100         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5101 }
5102
5103 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5104         .show = slab_attr_show,
5105         .store = slab_attr_store,
5106 };
5107
5108 static struct kobj_type slab_ktype = {
5109         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5110         .release = kmem_cache_release,
5111 };
5112
5113 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5114 {
5115         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5116
5117         if (ktype == &slab_ktype)
5118                 return 1;
5119         return 0;
5120 }
5121
5122 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5123         .filter = uevent_filter,
5124 };
5125
5126 static struct kset *slab_kset;
5127
5128 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5129 {
5130 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5131         if (!is_root_cache(s))
5132                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5133 #endif
5134         return slab_kset;
5135 }
5136
5137 #define ID_STR_LENGTH 64
5138
5139 /* Create a unique string id for a slab cache:
5140  *
5141  * Format       :[flags-]size
5142  */
5143 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5144 {
5145         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5146         char *p = name;
5147
5148         BUG_ON(!name);
5149
5150         *p++ = ':';
5151         /*
5152          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5153          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5154          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5155          * are matched during merging to guarantee that the id is
5156          * unique.
5157          */
5158         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5159                 *p++ = 'd';
5160         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5161                 *p++ = 'a';
5162         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5163                 *p++ = 'F';
5164         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5165                 *p++ = 't';
5166         if (p != name + 1)
5167                 *p++ = '-';
5168         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5169
5170         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5171         return name;
5172 }
5173
5174 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5175 {
5176         int err;
5177         const char *name;
5178         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5179
5180         if (unmergeable) {
5181                 /*
5182                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5183                  * This is typically the case for debug situations. In that
5184                  * case we can catch duplicate names easily.
5185                  */
5186                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5187                 name = s->name;
5188         } else {
5189                 /*
5190                  * Create a unique name for the slab as a target
5191                  * for the symlinks.
5192                  */
5193                 name = create_unique_id(s);
5194         }
5195
5196         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5197         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5198         if (err)
5199                 goto out_put_kobj;
5200
5201         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5202         if (err)
5203                 goto out_del_kobj;
5204
5205 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5206         if (is_root_cache(s)) {
5207                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5208                 if (!s->memcg_kset) {
5209                         err = -ENOMEM;
5210                         goto out_del_kobj;
5211                 }
5212         }
5213 #endif
5214
5215         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5216         if (!unmergeable) {
5217                 /* Setup first alias */
5218                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5219         }
5220 out:
5221         if (!unmergeable)
5222                 kfree(name);
5223         return err;
5224 out_del_kobj:
5225         kobject_del(&s->kobj);
5226 out_put_kobj:
5227         kobject_put(&s->kobj);
5228         goto out;
5229 }
5230
5231 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5232 {
5233         if (slab_state < FULL)
5234                 /*
5235                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5236                  * cache from sysfs.
5237                  */
5238                 return;
5239
5240 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5241         kset_unregister(s->memcg_kset);
5242 #endif
5243         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5244         kobject_del(&s->kobj);
5245         kobject_put(&s->kobj);
5246 }
5247
5248 /*
5249  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5250  * available lest we lose that information.
5251  */
5252 struct saved_alias {
5253         struct kmem_cache *s;
5254         const char *name;
5255         struct saved_alias *next;
5256 };
5257
5258 static struct saved_alias *alias_list;
5259
5260 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5261 {
5262         struct saved_alias *al;
5263
5264         if (slab_state == FULL) {
5265                 /*
5266                  * If we have a leftover link then remove it.
5267                  */
5268                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5269                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5270         }
5271
5272         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5273         if (!al)
5274                 return -ENOMEM;
5275
5276         al->s = s;
5277         al->name = name;
5278         al->next = alias_list;
5279         alias_list = al;
5280         return 0;
5281 }
5282
5283 static int __init slab_sysfs_init(void)
5284 {
5285         struct kmem_cache *s;
5286         int err;
5287
5288         mutex_lock(&slab_mutex);
5289
5290         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5291         if (!slab_kset) {
5292                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5293                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5294                 return -ENOSYS;
5295         }
5296
5297         slab_state = FULL;
5298
5299         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5300                 err = sysfs_slab_add(s);
5301                 if (err)
5302                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5303                                s->name);
5304         }
5305
5306         while (alias_list) {
5307                 struct saved_alias *al = alias_list;
5308
5309                 alias_list = alias_list->next;
5310                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5311                 if (err)
5312                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5313                                al->name);
5314                 kfree(al);
5315         }
5316
5317         mutex_unlock(&slab_mutex);
5318         resiliency_test();
5319         return 0;
5320 }
5321
5322 __initcall(slab_sysfs_init);
5323 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5324
5325 /*
5326  * The /proc/slabinfo ABI
5327  */
5328 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5329 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5330 {
5331         unsigned long nr_slabs = 0;
5332         unsigned long nr_objs = 0;
5333         unsigned long nr_free = 0;
5334         int node;
5335         struct kmem_cache_node *n;
5336
5337         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5338                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5339                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5340                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5341         }
5342
5343         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5344         sinfo->num_objs = nr_objs;
5345         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5346         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5347         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5348         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5349 }
5350
5351 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5352 {
5353 }
5354
5355 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5356                        size_t count, loff_t *ppos)
5357 {
5358         return -EIO;
5359 }
5360 #endif /* CONFIG_SLABINFO */