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