7fa27aee9b6eaa0dd4f52f54e72b5a93bd1eb225
[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 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1237                                                      gfp_t flags)
1238 {
1239         flags &= gfp_allowed_mask;
1240         lockdep_trace_alloc(flags);
1241         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1242
1243         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1244                 return NULL;
1245
1246         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1247 }
1248
1249 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1250                                         gfp_t flags, void *object)
1251 {
1252         flags &= gfp_allowed_mask;
1253         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1254         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
1255         memcg_kmem_put_cache(s);
1256 }
1257
1258 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1259 {
1260         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1261
1262         /*
1263          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1264          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1265          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1266          */
1267 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1268         {
1269                 unsigned long flags;
1270
1271                 local_irq_save(flags);
1272                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1273                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1274                 local_irq_restore(flags);
1275         }
1276 #endif
1277         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1278                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Slab allocation and freeing
1283  */
1284 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1285                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1286 {
1287         struct page *page;
1288         int order = oo_order(oo);
1289
1290         flags |= __GFP_NOTRACK;
1291
1292         if (memcg_charge_slab(s, flags, order))
1293                 return NULL;
1294
1295         if (node == NUMA_NO_NODE)
1296                 page = alloc_pages(flags, order);
1297         else
1298                 page = alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1299
1300         if (!page)
1301                 memcg_uncharge_slab(s, order);
1302
1303         return page;
1304 }
1305
1306 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1307 {
1308         struct page *page;
1309         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1310         gfp_t alloc_gfp;
1311
1312         flags &= gfp_allowed_mask;
1313
1314         if (flags & __GFP_WAIT)
1315                 local_irq_enable();
1316
1317         flags |= s->allocflags;
1318
1319         /*
1320          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1321          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1322          */
1323         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1324
1325         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1326         if (unlikely(!page)) {
1327                 oo = s->min;
1328                 alloc_gfp = flags;
1329                 /*
1330                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1331                  * Try a lower order alloc if possible
1332                  */
1333                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1334
1335                 if (page)
1336                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1337         }
1338
1339         if (kmemcheck_enabled && page
1340                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1341                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1342
1343                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1344
1345                 /*
1346                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1347                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1348                  */
1349                 if (s->ctor)
1350                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1351                 else
1352                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1353         }
1354
1355         if (flags & __GFP_WAIT)
1356                 local_irq_disable();
1357         if (!page)
1358                 return NULL;
1359
1360         page->objects = oo_objects(oo);
1361         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1362                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1363                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1364                 1 << oo_order(oo));
1365
1366         return page;
1367 }
1368
1369 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1370                                 void *object)
1371 {
1372         setup_object_debug(s, page, object);
1373         if (unlikely(s->ctor))
1374                 s->ctor(object);
1375 }
1376
1377 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1378 {
1379         struct page *page;
1380         void *start;
1381         void *p;
1382         int order;
1383         int idx;
1384
1385         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1386                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1387                 BUG();
1388         }
1389
1390         page = allocate_slab(s,
1391                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1392         if (!page)
1393                 goto out;
1394
1395         order = compound_order(page);
1396         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1397         page->slab_cache = s;
1398         __SetPageSlab(page);
1399         if (page->pfmemalloc)
1400                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1401
1402         start = page_address(page);
1403
1404         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1405                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1406
1407         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1408                 setup_object(s, page, p);
1409                 if (likely(idx < page->objects))
1410                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1411                 else
1412                         set_freepointer(s, p, NULL);
1413         }
1414
1415         page->freelist = start;
1416         page->inuse = page->objects;
1417         page->frozen = 1;
1418 out:
1419         return page;
1420 }
1421
1422 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1423 {
1424         int order = compound_order(page);
1425         int pages = 1 << order;
1426
1427         if (kmem_cache_debug(s)) {
1428                 void *p;
1429
1430                 slab_pad_check(s, page);
1431                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1432                                                 page->objects)
1433                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1434         }
1435
1436         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1437
1438         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1439                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1440                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1441                 -pages);
1442
1443         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1444         __ClearPageSlab(page);
1445
1446         page_mapcount_reset(page);
1447         if (current->reclaim_state)
1448                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1449         __free_pages(page, order);
1450         memcg_uncharge_slab(s, order);
1451 }
1452
1453 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1454         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1455
1456 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1457 {
1458         struct page *page;
1459
1460         if (need_reserve_slab_rcu)
1461                 page = virt_to_head_page(h);
1462         else
1463                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1464
1465         __free_slab(page->slab_cache, page);
1466 }
1467
1468 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1469 {
1470         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1471                 struct rcu_head *head;
1472
1473                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1474                         int order = compound_order(page);
1475                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1476
1477                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1478                         head = page_address(page) + offset;
1479                 } else {
1480                         /*
1481                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1482                          */
1483                         head = (void *)&page->lru;
1484                 }
1485
1486                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1487         } else
1488                 __free_slab(s, page);
1489 }
1490
1491 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1492 {
1493         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1494         free_slab(s, page);
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Management of partially allocated slabs.
1499  */
1500 static inline void
1501 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1502 {
1503         n->nr_partial++;
1504         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1505                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1506         else
1507                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1508 }
1509
1510 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1511                                 struct page *page, int tail)
1512 {
1513         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1514         __add_partial(n, page, tail);
1515 }
1516
1517 static inline void
1518 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1519 {
1520         list_del(&page->lru);
1521         n->nr_partial--;
1522 }
1523
1524 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1525                                         struct page *page)
1526 {
1527         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1528         __remove_partial(n, page);
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1533  * return the pointer to the freelist.
1534  *
1535  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1536  */
1537 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1538                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1539                 int mode, int *objects)
1540 {
1541         void *freelist;
1542         unsigned long counters;
1543         struct page new;
1544
1545         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1546
1547         /*
1548          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1549          * The old freelist is the list of objects for the
1550          * per cpu allocation list.
1551          */
1552         freelist = page->freelist;
1553         counters = page->counters;
1554         new.counters = counters;
1555         *objects = new.objects - new.inuse;
1556         if (mode) {
1557                 new.inuse = page->objects;
1558                 new.freelist = NULL;
1559         } else {
1560                 new.freelist = freelist;
1561         }
1562
1563         VM_BUG_ON(new.frozen);
1564         new.frozen = 1;
1565
1566         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1567                         freelist, counters,
1568                         new.freelist, new.counters,
1569                         "acquire_slab"))
1570                 return NULL;
1571
1572         remove_partial(n, page);
1573         WARN_ON(!freelist);
1574         return freelist;
1575 }
1576
1577 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1578 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1579
1580 /*
1581  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1582  */
1583 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1584                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1585 {
1586         struct page *page, *page2;
1587         void *object = NULL;
1588         int available = 0;
1589         int objects;
1590
1591         /*
1592          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1593          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1594          * partial slab and there is none available then get_partials()
1595          * will return NULL.
1596          */
1597         if (!n || !n->nr_partial)
1598                 return NULL;
1599
1600         spin_lock(&n->list_lock);
1601         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1602                 void *t;
1603
1604                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1605                         continue;
1606
1607                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1608                 if (!t)
1609                         break;
1610
1611                 available += objects;
1612                 if (!object) {
1613                         c->page = page;
1614                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1615                         object = t;
1616                 } else {
1617                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1618                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1619                 }
1620                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1621                         || available > s->cpu_partial / 2)
1622                         break;
1623
1624         }
1625         spin_unlock(&n->list_lock);
1626         return object;
1627 }
1628
1629 /*
1630  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1631  */
1632 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1633                 struct kmem_cache_cpu *c)
1634 {
1635 #ifdef CONFIG_NUMA
1636         struct zonelist *zonelist;
1637         struct zoneref *z;
1638         struct zone *zone;
1639         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1640         void *object;
1641         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1642
1643         /*
1644          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1645          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1646          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1647          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1648          *
1649          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1650          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1651          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1652          * from other nodes and filled up.
1653          *
1654          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1655          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1656          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1657          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1658          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1659          * with available objects.
1660          */
1661         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1662                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1663                 return NULL;
1664
1665         do {
1666                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1667                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1668                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1669                         struct kmem_cache_node *n;
1670
1671                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1672
1673                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1674                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1675                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1676                                 if (object) {
1677                                         /*
1678                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1679                                          * here - if mems_allowed was updated in
1680                                          * parallel, that was a harmless race
1681                                          * between allocation and the cpuset
1682                                          * update
1683                                          */
1684                                         return object;
1685                                 }
1686                         }
1687                 }
1688         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1689 #endif
1690         return NULL;
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Get a partial page, lock it and return it.
1695  */
1696 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1697                 struct kmem_cache_cpu *c)
1698 {
1699         void *object;
1700         int searchnode = node;
1701
1702         if (node == NUMA_NO_NODE)
1703                 searchnode = numa_mem_id();
1704         else if (!node_present_pages(node))
1705                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1706
1707         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1708         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1709                 return object;
1710
1711         return get_any_partial(s, flags, c);
1712 }
1713
1714 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1715 /*
1716  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1717  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1718  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1719  */
1720 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1721 #else
1722 /*
1723  * No preemption supported therefore also no need to check for
1724  * different cpus.
1725  */
1726 #define TID_STEP 1
1727 #endif
1728
1729 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1730 {
1731         return tid + TID_STEP;
1732 }
1733
1734 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1735 {
1736         return tid % TID_STEP;
1737 }
1738
1739 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1740 {
1741         return tid / TID_STEP;
1742 }
1743
1744 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1745 {
1746         return cpu;
1747 }
1748
1749 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1750                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1751 {
1752 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1753         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1754
1755         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1756
1757 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1758         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1759                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1760                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1761         else
1762 #endif
1763         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1764                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1765                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1766         else
1767                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1768                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1769 #endif
1770         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1771 }
1772
1773 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1774 {
1775         int cpu;
1776
1777         for_each_possible_cpu(cpu)
1778                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1779 }
1780
1781 /*
1782  * Remove the cpu slab
1783  */
1784 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1785                                 void *freelist)
1786 {
1787         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1788         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1789         int lock = 0;
1790         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1791         void *nextfree;
1792         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1793         struct page new;
1794         struct page old;
1795
1796         if (page->freelist) {
1797                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1798                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1799         }
1800
1801         /*
1802          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1803          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1804          * last one.
1805          *
1806          * There is no need to take the list->lock because the page
1807          * is still frozen.
1808          */
1809         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1810                 void *prior;
1811                 unsigned long counters;
1812
1813                 do {
1814                         prior = page->freelist;
1815                         counters = page->counters;
1816                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1817                         new.counters = counters;
1818                         new.inuse--;
1819                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1820
1821                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1822                         prior, counters,
1823                         freelist, new.counters,
1824                         "drain percpu freelist"));
1825
1826                 freelist = nextfree;
1827         }
1828
1829         /*
1830          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1831          * list presence reflects the actual number of objects
1832          * during unfreeze.
1833          *
1834          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1835          * with the count. If there is a mismatch then the page
1836          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1837          *
1838          * Then we restart the process which may have to remove
1839          * the page from the list that we just put it on again
1840          * because the number of objects in the slab may have
1841          * changed.
1842          */
1843 redo:
1844
1845         old.freelist = page->freelist;
1846         old.counters = page->counters;
1847         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1848
1849         /* Determine target state of the slab */
1850         new.counters = old.counters;
1851         if (freelist) {
1852                 new.inuse--;
1853                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1854                 new.freelist = freelist;
1855         } else
1856                 new.freelist = old.freelist;
1857
1858         new.frozen = 0;
1859
1860         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1861                 m = M_FREE;
1862         else if (new.freelist) {
1863                 m = M_PARTIAL;
1864                 if (!lock) {
1865                         lock = 1;
1866                         /*
1867                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1868                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1869                          * is frozen
1870                          */
1871                         spin_lock(&n->list_lock);
1872                 }
1873         } else {
1874                 m = M_FULL;
1875                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1876                         lock = 1;
1877                         /*
1878                          * This also ensures that the scanning of full
1879                          * slabs from diagnostic functions will not see
1880                          * any frozen slabs.
1881                          */
1882                         spin_lock(&n->list_lock);
1883                 }
1884         }
1885
1886         if (l != m) {
1887
1888                 if (l == M_PARTIAL)
1889
1890                         remove_partial(n, page);
1891
1892                 else if (l == M_FULL)
1893
1894                         remove_full(s, n, page);
1895
1896                 if (m == M_PARTIAL) {
1897
1898                         add_partial(n, page, tail);
1899                         stat(s, tail);
1900
1901                 } else if (m == M_FULL) {
1902
1903                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1904                         add_full(s, n, page);
1905
1906                 }
1907         }
1908
1909         l = m;
1910         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1911                                 old.freelist, old.counters,
1912                                 new.freelist, new.counters,
1913                                 "unfreezing slab"))
1914                 goto redo;
1915
1916         if (lock)
1917                 spin_unlock(&n->list_lock);
1918
1919         if (m == M_FREE) {
1920                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1921                 discard_slab(s, page);
1922                 stat(s, FREE_SLAB);
1923         }
1924 }
1925
1926 /*
1927  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1928  *
1929  * This function must be called with interrupts disabled
1930  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1931  * to guarantee no concurrent accesses).
1932  */
1933 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1934                 struct kmem_cache_cpu *c)
1935 {
1936 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1937         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1938         struct page *page, *discard_page = NULL;
1939
1940         while ((page = c->partial)) {
1941                 struct page new;
1942                 struct page old;
1943
1944                 c->partial = page->next;
1945
1946                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1947                 if (n != n2) {
1948                         if (n)
1949                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1950
1951                         n = n2;
1952                         spin_lock(&n->list_lock);
1953                 }
1954
1955                 do {
1956
1957                         old.freelist = page->freelist;
1958                         old.counters = page->counters;
1959                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1960
1961                         new.counters = old.counters;
1962                         new.freelist = old.freelist;
1963
1964                         new.frozen = 0;
1965
1966                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1967                                 old.freelist, old.counters,
1968                                 new.freelist, new.counters,
1969                                 "unfreezing slab"));
1970
1971                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
1972                         page->next = discard_page;
1973                         discard_page = page;
1974                 } else {
1975                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1976                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1977                 }
1978         }
1979
1980         if (n)
1981                 spin_unlock(&n->list_lock);
1982
1983         while (discard_page) {
1984                 page = discard_page;
1985                 discard_page = discard_page->next;
1986
1987                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1988                 discard_slab(s, page);
1989                 stat(s, FREE_SLAB);
1990         }
1991 #endif
1992 }
1993
1994 /*
1995  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1996  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1997  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1998  * onto a random cpus partial slot.
1999  *
2000  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2001  * per node partial list.
2002  */
2003 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2004 {
2005 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2006         struct page *oldpage;
2007         int pages;
2008         int pobjects;
2009
2010         do {
2011                 pages = 0;
2012                 pobjects = 0;
2013                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2014
2015                 if (oldpage) {
2016                         pobjects = oldpage->pobjects;
2017                         pages = oldpage->pages;
2018                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2019                                 unsigned long flags;
2020                                 /*
2021                                  * partial array is full. Move the existing
2022                                  * set to the per node partial list.
2023                                  */
2024                                 local_irq_save(flags);
2025                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2026                                 local_irq_restore(flags);
2027                                 oldpage = NULL;
2028                                 pobjects = 0;
2029                                 pages = 0;
2030                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2031                         }
2032                 }
2033
2034                 pages++;
2035                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2036
2037                 page->pages = pages;
2038                 page->pobjects = pobjects;
2039                 page->next = oldpage;
2040
2041         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2042                                                                 != oldpage);
2043 #endif
2044 }
2045
2046 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2047 {
2048         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2049         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2050
2051         c->tid = next_tid(c->tid);
2052         c->page = NULL;
2053         c->freelist = NULL;
2054 }
2055
2056 /*
2057  * Flush cpu slab.
2058  *
2059  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2060  */
2061 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2062 {
2063         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2064
2065         if (likely(c)) {
2066                 if (c->page)
2067                         flush_slab(s, c);
2068
2069                 unfreeze_partials(s, c);
2070         }
2071 }
2072
2073 static void flush_cpu_slab(void *d)
2074 {
2075         struct kmem_cache *s = d;
2076
2077         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2078 }
2079
2080 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2081 {
2082         struct kmem_cache *s = info;
2083         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2084
2085         return c->page || c->partial;
2086 }
2087
2088 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2089 {
2090         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2095  * locality expectations.
2096  */
2097 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2098 {
2099 #ifdef CONFIG_NUMA
2100         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2101                 return 0;
2102 #endif
2103         return 1;
2104 }
2105
2106 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2107 static int count_free(struct page *page)
2108 {
2109         return page->objects - page->inuse;
2110 }
2111
2112 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2113 {
2114         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2115 }
2116 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2117
2118 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2119 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2120                                         int (*get_count)(struct page *))
2121 {
2122         unsigned long flags;
2123         unsigned long x = 0;
2124         struct page *page;
2125
2126         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2127         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2128                 x += get_count(page);
2129         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2130         return x;
2131 }
2132 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2133
2134 static noinline void
2135 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2136 {
2137 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2138         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2139                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2140         int node;
2141         struct kmem_cache_node *n;
2142
2143         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2144                 return;
2145
2146         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2147                 nid, gfpflags);
2148         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2149                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2150                 oo_order(s->min));
2151
2152         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2153                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2154                         s->name);
2155
2156         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2157                 unsigned long nr_slabs;
2158                 unsigned long nr_objs;
2159                 unsigned long nr_free;
2160
2161                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2162                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2163                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2164
2165                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2166                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2167         }
2168 #endif
2169 }
2170
2171 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2172                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2173 {
2174         void *freelist;
2175         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2176         struct page *page;
2177
2178         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2179
2180         if (freelist)
2181                 return freelist;
2182
2183         page = new_slab(s, flags, node);
2184         if (page) {
2185                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2186                 if (c->page)
2187                         flush_slab(s, c);
2188
2189                 /*
2190                  * No other reference to the page yet so we can
2191                  * muck around with it freely without cmpxchg
2192                  */
2193                 freelist = page->freelist;
2194                 page->freelist = NULL;
2195
2196                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2197                 c->page = page;
2198                 *pc = c;
2199         } else
2200                 freelist = NULL;
2201
2202         return freelist;
2203 }
2204
2205 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2206 {
2207         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2208                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2209
2210         return true;
2211 }
2212
2213 /*
2214  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2215  * per cpu freelist or deactivate the page.
2216  *
2217  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2218  *
2219  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2220  *
2221  * This function must be called with interrupt disabled.
2222  */
2223 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2224 {
2225         struct page new;
2226         unsigned long counters;
2227         void *freelist;
2228
2229         do {
2230                 freelist = page->freelist;
2231                 counters = page->counters;
2232
2233                 new.counters = counters;
2234                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2235
2236                 new.inuse = page->objects;
2237                 new.frozen = freelist != NULL;
2238
2239         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2240                 freelist, counters,
2241                 NULL, new.counters,
2242                 "get_freelist"));
2243
2244         return freelist;
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2249  * debugging duties.
2250  *
2251  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2252  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2253  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2254  *
2255  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2256  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2257  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2258  *
2259  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2260  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2261  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2262  */
2263 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2264                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2265 {
2266         void *freelist;
2267         struct page *page;
2268         unsigned long flags;
2269
2270         local_irq_save(flags);
2271 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2272         /*
2273          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2274          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2275          * pointer.
2276          */
2277         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2278 #endif
2279
2280         page = c->page;
2281         if (!page)
2282                 goto new_slab;
2283 redo:
2284
2285         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2286                 int searchnode = node;
2287
2288                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2289                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2290
2291                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2292                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2293                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2294                         c->page = NULL;
2295                         c->freelist = NULL;
2296                         goto new_slab;
2297                 }
2298         }
2299
2300         /*
2301          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2302          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2303          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2304          */
2305         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2306                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2307                 c->page = NULL;
2308                 c->freelist = NULL;
2309                 goto new_slab;
2310         }
2311
2312         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2313         freelist = c->freelist;
2314         if (freelist)
2315                 goto load_freelist;
2316
2317         freelist = get_freelist(s, page);
2318
2319         if (!freelist) {
2320                 c->page = NULL;
2321                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2322                 goto new_slab;
2323         }
2324
2325         stat(s, ALLOC_REFILL);
2326
2327 load_freelist:
2328         /*
2329          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2330          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2331          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2332          */
2333         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2334         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2335         c->tid = next_tid(c->tid);
2336         local_irq_restore(flags);
2337         return freelist;
2338
2339 new_slab:
2340
2341         if (c->partial) {
2342                 page = c->page = c->partial;
2343                 c->partial = page->next;
2344                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2345                 c->freelist = NULL;
2346                 goto redo;
2347         }
2348
2349         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2350
2351         if (unlikely(!freelist)) {
2352                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2353                 local_irq_restore(flags);
2354                 return NULL;
2355         }
2356
2357         page = c->page;
2358         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2359                 goto load_freelist;
2360
2361         /* Only entered in the debug case */
2362         if (kmem_cache_debug(s) &&
2363                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2364                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2365
2366         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2367         c->page = NULL;
2368         c->freelist = NULL;
2369         local_irq_restore(flags);
2370         return freelist;
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2375  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2376  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2377  *
2378  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2379  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2380  *
2381  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2382  */
2383 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2384                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2385 {
2386         void **object;
2387         struct kmem_cache_cpu *c;
2388         struct page *page;
2389         unsigned long tid;
2390
2391         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2392         if (!s)
2393                 return NULL;
2394 redo:
2395         /*
2396          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2397          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2398          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2399          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2400          *
2401          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2402          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2403          * to check if it is matched or not.
2404          */
2405         do {
2406                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2407                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2408         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) && unlikely(tid != c->tid));
2409
2410         /*
2411          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2412          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2413          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2414          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2415          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2416          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2417          */
2418         barrier();
2419
2420         /*
2421          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2422          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2423          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2424          * linked list in between.
2425          */
2426
2427         object = c->freelist;
2428         page = c->page;
2429         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2430                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2431                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2432         } else {
2433                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2434
2435                 /*
2436                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2437                  * operation and if we are on the right processor.
2438                  *
2439                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2440                  * semantics!)
2441                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2442                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2443                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2444                  *
2445                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2446                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2447                  * other cpus.
2448                  */
2449                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2450                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2451                                 object, tid,
2452                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2453
2454                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2455                         goto redo;
2456                 }
2457                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2458                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2459         }
2460
2461         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2462                 memset(object, 0, s->object_size);
2463
2464         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2465
2466         return object;
2467 }
2468
2469 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2470                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2471 {
2472         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2473 }
2474
2475 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2476 {
2477         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2478
2479         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2480                                 s->size, gfpflags);
2481
2482         return ret;
2483 }
2484 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2485
2486 #ifdef CONFIG_TRACING
2487 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2488 {
2489         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2490         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2491         return ret;
2492 }
2493 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2494 #endif
2495
2496 #ifdef CONFIG_NUMA
2497 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2498 {
2499         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2500
2501         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2502                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2503
2504         return ret;
2505 }
2506 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2507
2508 #ifdef CONFIG_TRACING
2509 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2510                                     gfp_t gfpflags,
2511                                     int node, size_t size)
2512 {
2513         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2514
2515         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2516                            size, s->size, gfpflags, node);
2517         return ret;
2518 }
2519 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2520 #endif
2521 #endif
2522
2523 /*
2524  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2525  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2526  *
2527  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2528  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2529  * handling required then we can return immediately.
2530  */
2531 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2532                         void *x, unsigned long addr)
2533 {
2534         void *prior;
2535         void **object = (void *)x;
2536         int was_frozen;
2537         struct page new;
2538         unsigned long counters;
2539         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2540         unsigned long uninitialized_var(flags);
2541
2542         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2543
2544         if (kmem_cache_debug(s) &&
2545                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2546                 return;
2547
2548         do {
2549                 if (unlikely(n)) {
2550                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2551                         n = NULL;
2552                 }
2553                 prior = page->freelist;
2554                 counters = page->counters;
2555                 set_freepointer(s, object, prior);
2556                 new.counters = counters;
2557                 was_frozen = new.frozen;
2558                 new.inuse--;
2559                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2560
2561                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2562
2563                                 /*
2564                                  * Slab was on no list before and will be
2565                                  * partially empty
2566                                  * We can defer the list move and instead
2567                                  * freeze it.
2568                                  */
2569                                 new.frozen = 1;
2570
2571                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2572
2573                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2574                                 /*
2575                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2576                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2577                                  * drop the list_lock without any processing.
2578                                  *
2579                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2580                                  * other processors updating the list of slabs.
2581                                  */
2582                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2583
2584                         }
2585                 }
2586
2587         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2588                 prior, counters,
2589                 object, new.counters,
2590                 "__slab_free"));
2591
2592         if (likely(!n)) {
2593
2594                 /*
2595                  * If we just froze the page then put it onto the
2596                  * per cpu partial list.
2597                  */
2598                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2599                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2600                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2601                 }
2602                 /*
2603                  * The list lock was not taken therefore no list
2604                  * activity can be necessary.
2605                  */
2606                 if (was_frozen)
2607                         stat(s, FREE_FROZEN);
2608                 return;
2609         }
2610
2611         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2612                 goto slab_empty;
2613
2614         /*
2615          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2616          * then add it.
2617          */
2618         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2619                 if (kmem_cache_debug(s))
2620                         remove_full(s, n, page);
2621                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2622                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2623         }
2624         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2625         return;
2626
2627 slab_empty:
2628         if (prior) {
2629                 /*
2630                  * Slab on the partial list.
2631                  */
2632                 remove_partial(n, page);
2633                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2634         } else {
2635                 /* Slab must be on the full list */
2636                 remove_full(s, n, page);
2637         }
2638
2639         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2640         stat(s, FREE_SLAB);
2641         discard_slab(s, page);
2642 }
2643
2644 /*
2645  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2646  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2647  *
2648  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2649  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2650  * the item before.
2651  *
2652  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2653  * with all sorts of special processing.
2654  */
2655 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2656                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2657 {
2658         void **object = (void *)x;
2659         struct kmem_cache_cpu *c;
2660         unsigned long tid;
2661
2662         slab_free_hook(s, x);
2663
2664 redo:
2665         /*
2666          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2667          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2668          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2669          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2670          */
2671         do {
2672                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2673                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2674         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) && unlikely(tid != c->tid));
2675
2676         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2677         barrier();
2678
2679         if (likely(page == c->page)) {
2680                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2681
2682                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2683                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2684                                 c->freelist, tid,
2685                                 object, next_tid(tid)))) {
2686
2687                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2688                         goto redo;
2689                 }
2690                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2691         } else
2692                 __slab_free(s, page, x, addr);
2693
2694 }
2695
2696 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2697 {
2698         s = cache_from_obj(s, x);
2699         if (!s)
2700                 return;
2701         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2702         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2703 }
2704 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2705
2706 /*
2707  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2708  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2709  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2710  * another.
2711  *
2712  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2713  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2714  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2715  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2716  * locking overhead.
2717  */
2718
2719 /*
2720  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2721  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2722  * and increases the number of allocations possible without having to
2723  * take the list_lock.
2724  */
2725 static int slub_min_order;
2726 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2727 static int slub_min_objects;
2728
2729 /*
2730  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2731  *
2732  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2733  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2734  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2735  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2736  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2737  * would be wasted.
2738  *
2739  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2740  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2741  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2742  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2743  *
2744  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2745  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2746  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2747  * of space in favor of a small page order.
2748  *
2749  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2750  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2751  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2752  * the smallest order which will fit the object.
2753  */
2754 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2755                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2756 {
2757         int order;
2758         int rem;
2759         int min_order = slub_min_order;
2760
2761         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2762                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2763
2764         for (order = max(min_order,
2765                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2766                         order <= max_order; order++) {
2767
2768                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2769
2770                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2771                         continue;
2772
2773                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2774
2775                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2776                         break;
2777
2778         }
2779
2780         return order;
2781 }
2782
2783 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2784 {
2785         int order;
2786         int min_objects;
2787         int fraction;
2788         int max_objects;
2789
2790         /*
2791          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2792          * works by first attempting to generate a layout with
2793          * the best configuration and backing off gradually.
2794          *
2795          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2796          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2797          */
2798         min_objects = slub_min_objects;
2799         if (!min_objects)
2800                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2801         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2802         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2803
2804         while (min_objects > 1) {
2805                 fraction = 16;
2806                 while (fraction >= 4) {
2807                         order = slab_order(size, min_objects,
2808                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2809                         if (order <= slub_max_order)
2810                                 return order;
2811                         fraction /= 2;
2812                 }
2813                 min_objects--;
2814         }
2815
2816         /*
2817          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2818          * lets see if we can place a single object there.
2819          */
2820         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2821         if (order <= slub_max_order)
2822                 return order;
2823
2824         /*
2825          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2826          */
2827         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2828         if (order < MAX_ORDER)
2829                 return order;
2830         return -ENOSYS;
2831 }
2832
2833 static void
2834 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2835 {
2836         n->nr_partial = 0;
2837         spin_lock_init(&n->list_lock);
2838         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2839 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2840         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2841         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2842         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2843 #endif
2844 }
2845
2846 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2847 {
2848         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2849                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2850
2851         /*
2852          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2853          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2854          */
2855         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2856                                      2 * sizeof(void *));
2857
2858         if (!s->cpu_slab)
2859                 return 0;
2860
2861         init_kmem_cache_cpus(s);
2862
2863         return 1;
2864 }
2865
2866 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2867
2868 /*
2869  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2870  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2871  * possible.
2872  *
2873  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2874  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2875  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2876  */
2877 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2878 {
2879         struct page *page;
2880         struct kmem_cache_node *n;
2881
2882         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2883
2884         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2885
2886         BUG_ON(!page);
2887         if (page_to_nid(page) != node) {
2888                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
2889                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
2890         }
2891
2892         n = page->freelist;
2893         BUG_ON(!n);
2894         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2895         page->inuse = 1;
2896         page->frozen = 0;
2897         kmem_cache_node->node[node] = n;
2898 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2899         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2900         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2901 #endif
2902         init_kmem_cache_node(n);
2903         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2904
2905         /*
2906          * No locks need to be taken here as it has just been
2907          * initialized and there is no concurrent access.
2908          */
2909         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2910 }
2911
2912 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2913 {
2914         int node;
2915         struct kmem_cache_node *n;
2916
2917         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2918                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2919                 s->node[node] = NULL;
2920         }
2921 }
2922
2923 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2924 {
2925         int node;
2926
2927         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2928                 struct kmem_cache_node *n;
2929
2930                 if (slab_state == DOWN) {
2931                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2932                         continue;
2933                 }
2934                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2935                                                 GFP_KERNEL, node);
2936
2937                 if (!n) {
2938                         free_kmem_cache_nodes(s);
2939                         return 0;
2940                 }
2941
2942                 s->node[node] = n;
2943                 init_kmem_cache_node(n);
2944         }
2945         return 1;
2946 }
2947
2948 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2949 {
2950         if (min < MIN_PARTIAL)
2951                 min = MIN_PARTIAL;
2952         else if (min > MAX_PARTIAL)
2953                 min = MAX_PARTIAL;
2954         s->min_partial = min;
2955 }
2956
2957 /*
2958  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2959  * a slab object.
2960  */
2961 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2962 {
2963         unsigned long flags = s->flags;
2964         unsigned long size = s->object_size;
2965         int order;
2966
2967         /*
2968          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2969          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2970          * the possible location of the free pointer.
2971          */
2972         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2973
2974 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2975         /*
2976          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2977          * the slab may touch the object after free or before allocation
2978          * then we should never poison the object itself.
2979          */
2980         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2981                         !s->ctor)
2982                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2983         else
2984                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2985
2986
2987         /*
2988          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2989          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2990          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2991          */
2992         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2993                 size += sizeof(void *);
2994 #endif
2995
2996         /*
2997          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2998          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2999          */
3000         s->inuse = size;
3001
3002         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3003                 s->ctor)) {
3004                 /*
3005                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3006                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3007                  * kmem_cache_free.
3008                  *
3009                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3010                  * destructor or are poisoning the objects.
3011                  */
3012                 s->offset = size;
3013                 size += sizeof(void *);
3014         }
3015
3016 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3017         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3018                 /*
3019                  * Need to store information about allocs and frees after
3020                  * the object.
3021                  */
3022                 size += 2 * sizeof(struct track);
3023
3024         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3025                 /*
3026                  * Add some empty padding so that we can catch
3027                  * overwrites from earlier objects rather than let
3028                  * tracking information or the free pointer be
3029                  * corrupted if a user writes before the start
3030                  * of the object.
3031                  */
3032                 size += sizeof(void *);
3033 #endif
3034
3035         /*
3036          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3037          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3038          * each object to conform to the alignment.
3039          */
3040         size = ALIGN(size, s->align);
3041         s->size = size;
3042         if (forced_order >= 0)
3043                 order = forced_order;
3044         else
3045                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3046
3047         if (order < 0)
3048                 return 0;
3049
3050         s->allocflags = 0;
3051         if (order)
3052                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3053
3054         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3055                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3056
3057         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3058                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3059
3060         /*
3061          * Determine the number of objects per slab
3062          */
3063         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3064         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3065         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3066                 s->max = s->oo;
3067
3068         return !!oo_objects(s->oo);
3069 }
3070
3071 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3072 {
3073         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3074         s->reserved = 0;
3075
3076         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3077                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3078
3079         if (!calculate_sizes(s, -1))
3080                 goto error;
3081         if (disable_higher_order_debug) {
3082                 /*
3083                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3084                  * order increased.
3085                  */
3086                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3087                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3088                         s->offset = 0;
3089                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3090                                 goto error;
3091                 }
3092         }
3093
3094 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3095     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3096         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3097                 /* Enable fast mode */
3098                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3099 #endif
3100
3101         /*
3102          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3103          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3104          */
3105         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3106
3107         /*
3108          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3109          * per cpu partial lists of a processor.
3110          *
3111          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3112          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3113          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3114          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3115          *
3116          * This setting also determines
3117          *
3118          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3119          *    per node list when we reach the limit.
3120          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3121          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3122          *    50% to keep some capacity around for frees.
3123          */
3124         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3125                 s->cpu_partial = 0;
3126         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3127                 s->cpu_partial = 2;
3128         else if (s->size >= 1024)
3129                 s->cpu_partial = 6;
3130         else if (s->size >= 256)
3131                 s->cpu_partial = 13;
3132         else
3133                 s->cpu_partial = 30;
3134
3135 #ifdef CONFIG_NUMA
3136         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3137 #endif
3138         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3139                 goto error;
3140
3141         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3142                 return 0;
3143
3144         free_kmem_cache_nodes(s);
3145 error:
3146         if (flags & SLAB_PANIC)
3147                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3148                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3149                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3150                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3151         return -EINVAL;
3152 }
3153
3154 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3155                                                         const char *text)
3156 {
3157 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3158         void *addr = page_address(page);
3159         void *p;
3160         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3161                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3162         if (!map)
3163                 return;
3164         slab_err(s, page, text, s->name);
3165         slab_lock(page);
3166
3167         get_map(s, page, map);
3168         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3169
3170                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3171                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3172                         print_tracking(s, p);
3173                 }
3174         }
3175         slab_unlock(page);
3176         kfree(map);
3177 #endif
3178 }
3179
3180 /*
3181  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3182  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3183  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3184  */
3185 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3186 {
3187         struct page *page, *h;
3188
3189         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3190                 if (!page->inuse) {
3191                         __remove_partial(n, page);
3192                         discard_slab(s, page);
3193                 } else {
3194                         list_slab_objects(s, page,
3195                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3196                 }
3197         }
3198 }
3199
3200 /*
3201  * Release all resources used by a slab cache.
3202  */
3203 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3204 {
3205         int node;
3206         struct kmem_cache_node *n;
3207
3208         flush_all(s);
3209         /* Attempt to free all objects */
3210         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3211                 free_partial(s, n);
3212                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3213                         return 1;
3214         }
3215         free_percpu(s->cpu_slab);
3216         free_kmem_cache_nodes(s);
3217         return 0;
3218 }
3219
3220 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3221 {
3222         return kmem_cache_close(s);
3223 }
3224
3225 /********************************************************************
3226  *              Kmalloc subsystem
3227  *******************************************************************/
3228
3229 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3230 {
3231         get_option(&str, &slub_min_order);
3232
3233         return 1;
3234 }
3235
3236 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3237
3238 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3239 {
3240         get_option(&str, &slub_max_order);
3241         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3242
3243         return 1;
3244 }
3245
3246 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3247
3248 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3249 {
3250         get_option(&str, &slub_min_objects);
3251
3252         return 1;
3253 }
3254
3255 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3256
3257 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3258 {
3259         struct kmem_cache *s;
3260         void *ret;
3261
3262         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3263                 return kmalloc_large(size, flags);
3264
3265         s = kmalloc_slab(size, flags);
3266
3267         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3268                 return s;
3269
3270         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3271
3272         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3273
3274         return ret;
3275 }
3276 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3277
3278 #ifdef CONFIG_NUMA
3279 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3280 {
3281         struct page *page;
3282         void *ptr = NULL;
3283
3284         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3285         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3286         if (page)
3287                 ptr = page_address(page);
3288
3289         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3290         return ptr;
3291 }
3292
3293 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3294 {
3295         struct kmem_cache *s;
3296         void *ret;
3297
3298         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3299                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3300
3301                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3302                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3303                                    flags, node);
3304
3305                 return ret;
3306         }
3307
3308         s = kmalloc_slab(size, flags);
3309
3310         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3311                 return s;
3312
3313         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3314
3315         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3316
3317         return ret;
3318 }
3319 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3320 #endif
3321
3322 size_t ksize(const void *object)
3323 {
3324         struct page *page;
3325
3326         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3327                 return 0;
3328
3329         page = virt_to_head_page(object);
3330
3331         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3332                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3333                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3334         }
3335
3336         return slab_ksize(page->slab_cache);
3337 }
3338 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3339
3340 void kfree(const void *x)
3341 {
3342         struct page *page;
3343         void *object = (void *)x;
3344
3345         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3346
3347         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3348                 return;
3349
3350         page = virt_to_head_page(x);
3351         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3352                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3353                 kfree_hook(x);
3354                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3355                 return;
3356         }
3357         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3358 }
3359 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3360
3361 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3362
3363 /*
3364  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3365  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3366  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3367  *
3368  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3369  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3370  * are freed in them.
3371  */
3372 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3373 {
3374         int node;
3375         int i;
3376         struct kmem_cache_node *n;
3377         struct page *page;
3378         struct page *t;
3379         struct list_head discard;
3380         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3381         unsigned long flags;
3382         int ret = 0;
3383
3384         flush_all(s);
3385         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3386                 if (!n->nr_partial)
3387                         continue;
3388
3389                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3390                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3391                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3392
3393                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3394
3395                 /*
3396                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3397                  *
3398                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3399                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3400                  */
3401                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3402                         int free = page->objects - page->inuse;
3403
3404                         /* Do not reread page->inuse */
3405                         barrier();
3406
3407                         /* We do not keep full slabs on the list */
3408                         BUG_ON(free <= 0);
3409
3410                         if (free == page->objects) {
3411                                 list_move(&page->lru, &discard);
3412                                 n->nr_partial--;
3413                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3414                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3415                 }
3416
3417                 /*
3418                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3419                  * partial list.
3420                  */
3421                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3422                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3423
3424                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3425
3426                 /* Release empty slabs */
3427                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3428                         discard_slab(s, page);
3429
3430                 if (slabs_node(s, node))
3431                         ret = 1;
3432         }
3433
3434         return ret;
3435 }
3436
3437 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3438 {
3439         struct kmem_cache *s;
3440
3441         mutex_lock(&slab_mutex);
3442         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3443                 __kmem_cache_shrink(s);
3444         mutex_unlock(&slab_mutex);
3445
3446         return 0;
3447 }
3448
3449 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3450 {
3451         struct kmem_cache_node *n;
3452         struct kmem_cache *s;
3453         struct memory_notify *marg = arg;
3454         int offline_node;
3455
3456         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3457
3458         /*
3459          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3460          * for it yet.
3461          */
3462         if (offline_node < 0)
3463                 return;
3464
3465         mutex_lock(&slab_mutex);
3466         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3467                 n = get_node(s, offline_node);
3468                 if (n) {
3469                         /*
3470                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3471                          * that is going down. We were unable to free them,
3472                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3473                          * callback. So, we must fail.
3474                          */
3475                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3476
3477                         s->node[offline_node] = NULL;
3478                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3479                 }
3480         }
3481         mutex_unlock(&slab_mutex);
3482 }
3483
3484 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3485 {
3486         struct kmem_cache_node *n;
3487         struct kmem_cache *s;
3488         struct memory_notify *marg = arg;
3489         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3490         int ret = 0;
3491
3492         /*
3493          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3494          * already created. Nothing to do.
3495          */
3496         if (nid < 0)
3497                 return 0;
3498
3499         /*
3500          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3501          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3502          * online.
3503          */
3504         mutex_lock(&slab_mutex);
3505         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3506                 /*
3507                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3508                  *      since memory is not yet available from the node that
3509                  *      is brought up.
3510                  */
3511                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3512                 if (!n) {
3513                         ret = -ENOMEM;
3514                         goto out;
3515                 }
3516                 init_kmem_cache_node(n);
3517                 s->node[nid] = n;
3518         }
3519 out:
3520         mutex_unlock(&slab_mutex);
3521         return ret;
3522 }
3523
3524 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3525                                 unsigned long action, void *arg)
3526 {
3527         int ret = 0;
3528
3529         switch (action) {
3530         case MEM_GOING_ONLINE:
3531                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3532                 break;
3533         case MEM_GOING_OFFLINE:
3534                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3535                 break;
3536         case MEM_OFFLINE:
3537         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3538                 slab_mem_offline_callback(arg);
3539                 break;
3540         case MEM_ONLINE:
3541         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3542                 break;
3543         }
3544         if (ret)
3545                 ret = notifier_from_errno(ret);
3546         else
3547                 ret = NOTIFY_OK;
3548         return ret;
3549 }
3550
3551 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3552         .notifier_call = slab_memory_callback,
3553         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3554 };
3555
3556 /********************************************************************
3557  *                      Basic setup of slabs
3558  *******************************************************************/
3559
3560 /*
3561  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3562  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3563  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3564  */
3565
3566 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3567 {
3568         int node;
3569         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3570         struct kmem_cache_node *n;
3571
3572         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3573
3574         /*
3575          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3576          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3577          * IPIs around.
3578          */
3579         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3580         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3581                 struct page *p;
3582
3583                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3584                         p->slab_cache = s;
3585
3586 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3587                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3588                         p->slab_cache = s;
3589 #endif
3590         }
3591         slab_init_memcg_params(s);
3592         list_add(&s->list, &slab_caches);
3593         return s;
3594 }
3595
3596 void __init kmem_cache_init(void)
3597 {
3598         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3599                 boot_kmem_cache_node;
3600
3601         if (debug_guardpage_minorder())
3602                 slub_max_order = 0;
3603
3604         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3605         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3606
3607         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3608                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3609
3610         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3611
3612         /* Able to allocate the per node structures */
3613         slab_state = PARTIAL;
3614
3615         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3616                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3617                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3618                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3619
3620         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3621
3622         /*
3623          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3624          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3625          * update any list pointers.
3626          */
3627         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3628
3629         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3630         create_kmalloc_caches(0);
3631
3632 #ifdef CONFIG_SMP
3633         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3634 #endif
3635
3636         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3637                 cache_line_size(),
3638                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3639                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3640 }
3641
3642 void __init kmem_cache_init_late(void)
3643 {
3644 }
3645
3646 struct kmem_cache *
3647 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3648                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3649 {
3650         struct kmem_cache *s, *c;
3651
3652         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3653         if (s) {
3654                 s->refcount++;
3655
3656                 /*
3657                  * Adjust the object sizes so that we clear
3658                  * the complete object on kzalloc.
3659                  */
3660                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3661                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3662
3663                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3664                         c->object_size = s->object_size;
3665                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3666                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3667                 }
3668
3669                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3670                         s->refcount--;
3671                         s = NULL;
3672                 }
3673         }
3674
3675         return s;
3676 }
3677
3678 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3679 {
3680         int err;
3681
3682         err = kmem_cache_open(s, flags);
3683         if (err)
3684                 return err;
3685
3686         /* Mutex is not taken during early boot */
3687         if (slab_state <= UP)
3688                 return 0;
3689
3690         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3691         err = sysfs_slab_add(s);
3692         if (err)
3693                 kmem_cache_close(s);
3694
3695         return err;
3696 }
3697
3698 #ifdef CONFIG_SMP
3699 /*
3700  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3701  * necessary.
3702  */
3703 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3704                 unsigned long action, void *hcpu)
3705 {
3706         long cpu = (long)hcpu;
3707         struct kmem_cache *s;
3708         unsigned long flags;
3709
3710         switch (action) {
3711         case CPU_UP_CANCELED:
3712         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3713         case CPU_DEAD:
3714         case CPU_DEAD_FROZEN:
3715                 mutex_lock(&slab_mutex);
3716                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3717                         local_irq_save(flags);
3718                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3719                         local_irq_restore(flags);
3720                 }
3721                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3722                 break;
3723         default:
3724                 break;
3725         }
3726         return NOTIFY_OK;
3727 }
3728
3729 static struct notifier_block slab_notifier = {
3730         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3731 };
3732
3733 #endif
3734
3735 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3736 {
3737         struct kmem_cache *s;
3738         void *ret;
3739
3740         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3741                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3742
3743         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3744
3745         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3746                 return s;
3747
3748         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3749
3750         /* Honor the call site pointer we received. */
3751         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3752
3753         return ret;
3754 }
3755
3756 #ifdef CONFIG_NUMA
3757 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3758                                         int node, unsigned long caller)
3759 {
3760         struct kmem_cache *s;
3761         void *ret;
3762
3763         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3764                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3765
3766                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3767                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3768                                    gfpflags, node);
3769
3770                 return ret;
3771         }
3772
3773         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3774
3775         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3776                 return s;
3777
3778         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3779
3780         /* Honor the call site pointer we received. */
3781         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3782
3783         return ret;
3784 }
3785 #endif
3786
3787 #ifdef CONFIG_SYSFS
3788 static int count_inuse(struct page *page)
3789 {
3790         return page->inuse;
3791 }
3792
3793 static int count_total(struct page *page)
3794 {
3795         return page->objects;
3796 }
3797 #endif
3798
3799 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3800 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3801                                                 unsigned long *map)
3802 {
3803         void *p;
3804         void *addr = page_address(page);
3805
3806         if (!check_slab(s, page) ||
3807                         !on_freelist(s, page, NULL))
3808                 return 0;
3809
3810         /* Now we know that a valid freelist exists */
3811         bitmap_zero(map, page->objects);
3812
3813         get_map(s, page, map);
3814         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3815                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3816                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3817                                 return 0;
3818         }
3819
3820         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3821                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3822                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3823                                 return 0;
3824         return 1;
3825 }
3826
3827 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3828                                                 unsigned long *map)
3829 {
3830         slab_lock(page);
3831         validate_slab(s, page, map);
3832         slab_unlock(page);
3833 }
3834
3835 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3836                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3837 {
3838         unsigned long count = 0;
3839         struct page *page;
3840         unsigned long flags;
3841
3842         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3843
3844         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3845                 validate_slab_slab(s, page, map);
3846                 count++;
3847         }
3848         if (count != n->nr_partial)
3849                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3850                        s->name, count, n->nr_partial);
3851
3852         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3853                 goto out;
3854
3855         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3856                 validate_slab_slab(s, page, map);
3857                 count++;
3858         }
3859         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3860                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
3861                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3862
3863 out:
3864         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3865         return count;
3866 }
3867
3868 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3869 {
3870         int node;
3871         unsigned long count = 0;
3872         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3873                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3874         struct kmem_cache_node *n;
3875
3876         if (!map)
3877                 return -ENOMEM;
3878
3879         flush_all(s);
3880         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3881                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3882         kfree(map);
3883         return count;
3884 }
3885 /*
3886  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3887  * and freed.
3888  */
3889
3890 struct location {
3891         unsigned long count;
3892         unsigned long addr;
3893         long long sum_time;
3894         long min_time;
3895         long max_time;
3896         long min_pid;
3897         long max_pid;
3898         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3899         nodemask_t nodes;
3900 };
3901
3902 struct loc_track {
3903         unsigned long max;
3904         unsigned long count;
3905         struct location *loc;
3906 };
3907
3908 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3909 {
3910         if (t->max)
3911                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3912                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3913 }
3914
3915 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3916 {
3917         struct location *l;
3918         int order;
3919
3920         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3921
3922         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3923         if (!l)
3924                 return 0;
3925
3926         if (t->count) {
3927                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3928                 free_loc_track(t);
3929         }
3930         t->max = max;
3931         t->loc = l;
3932         return 1;
3933 }
3934
3935 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3936                                 const struct track *track)
3937 {
3938         long start, end, pos;
3939         struct location *l;
3940         unsigned long caddr;
3941         unsigned long age = jiffies - track->when;
3942
3943         start = -1;
3944         end = t->count;
3945
3946         for ( ; ; ) {
3947                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3948
3949                 /*
3950                  * There is nothing at "end". If we end up there
3951                  * we need to add something to before end.
3952                  */
3953                 if (pos == end)
3954                         break;
3955
3956                 caddr = t->loc[pos].addr;
3957                 if (track->addr == caddr) {
3958
3959                         l = &t->loc[pos];
3960                         l->count++;
3961                         if (track->when) {
3962                                 l->sum_time += age;
3963                                 if (age < l->min_time)
3964                                         l->min_time = age;
3965                                 if (age > l->max_time)
3966                                         l->max_time = age;
3967
3968                                 if (track->pid < l->min_pid)
3969                                         l->min_pid = track->pid;
3970                                 if (track->pid > l->max_pid)
3971                                         l->max_pid = track->pid;
3972
3973                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3974                                                 to_cpumask(l->cpus));
3975                         }
3976                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3977                         return 1;
3978                 }
3979
3980                 if (track->addr < caddr)
3981                         end = pos;
3982                 else
3983                         start = pos;
3984         }
3985
3986         /*
3987          * Not found. Insert new tracking element.
3988          */
3989         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3990                 return 0;
3991
3992         l = t->loc + pos;
3993         if (pos < t->count)
3994                 memmove(l + 1, l,
3995                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3996         t->count++;
3997         l->count = 1;
3998         l->addr = track->addr;
3999         l->sum_time = age;
4000         l->min_time = age;
4001         l->max_time = age;
4002         l->min_pid = track->pid;
4003         l->max_pid = track->pid;
4004         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4005         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4006         nodes_clear(l->nodes);
4007         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4008         return 1;
4009 }
4010
4011 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4012                 struct page *page, enum track_item alloc,
4013                 unsigned long *map)
4014 {
4015         void *addr = page_address(page);
4016         void *p;
4017
4018         bitmap_zero(map, page->objects);
4019         get_map(s, page, map);
4020
4021         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4022                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4023                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4024 }
4025
4026 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4027                                         enum track_item alloc)
4028 {
4029         int len = 0;
4030         unsigned long i;
4031         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4032         int node;
4033         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4034                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4035         struct kmem_cache_node *n;
4036
4037         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4038                                      GFP_TEMPORARY)) {
4039                 kfree(map);
4040                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4041         }
4042         /* Push back cpu slabs */
4043         flush_all(s);
4044
4045         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4046                 unsigned long flags;
4047                 struct page *page;
4048
4049                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4050                         continue;
4051
4052                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4053                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4054                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4055                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4056                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4057                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4058         }
4059
4060         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4061                 struct location *l = &t.loc[i];
4062
4063                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4064                         break;
4065                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4066
4067                 if (l->addr)
4068                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4069                 else
4070                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4071
4072                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4073                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4074                                 l->min_time,
4075                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4076                                 l->max_time);
4077                 } else
4078                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4079                                 l->min_time);
4080
4081                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4082                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4083                                 l->min_pid, l->max_pid);
4084                 else
4085                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4086                                 l->min_pid);
4087
4088                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4089                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4090                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4091                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4092                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4093                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4094                                                  to_cpumask(l->cpus));
4095                 }
4096
4097                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4098                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4099                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4100                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4101                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4102                                                   l->nodes);
4103                 }
4104
4105                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4106         }
4107
4108         free_loc_track(&t);
4109         kfree(map);
4110         if (!t.count)
4111                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4112         return len;
4113 }
4114 #endif
4115
4116 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4117 static void __init resiliency_test(void)
4118 {
4119         u8 *p;
4120
4121         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4122
4123         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4124         pr_err("-----------------------\n");
4125         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4126
4127         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4128         p[16] = 0x12;
4129         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4130                p + 16);
4131
4132         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4133
4134         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4135         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4136         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4137         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4138                p);
4139         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4140
4141         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4142         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4143         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4144         *p = 0x56;
4145         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4146                p);
4147         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4148         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4149
4150         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4151         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4152         kfree(p);
4153         *p = 0x78;
4154         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4155         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4156
4157         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4158         kfree(p);
4159         p[50] = 0x9a;
4160         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4161         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4162
4163         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4164         kfree(p);
4165         p[512] = 0xab;
4166         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4167         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4168 }
4169 #else
4170 #ifdef CONFIG_SYSFS
4171 static void resiliency_test(void) {};
4172 #endif
4173 #endif
4174
4175 #ifdef CONFIG_SYSFS
4176 enum slab_stat_type {
4177         SL_ALL,                 /* All slabs */
4178         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4179         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4180         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4181         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4182 };
4183
4184 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4185 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4186 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4187 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4188 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4189
4190 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4191                             char *buf, unsigned long flags)
4192 {
4193         unsigned long total = 0;
4194         int node;
4195         int x;
4196         unsigned long *nodes;
4197
4198         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4199         if (!nodes)
4200                 return -ENOMEM;
4201
4202         if (flags & SO_CPU) {
4203                 int cpu;
4204
4205                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4206                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4207                                                                cpu);
4208                         int node;
4209                         struct page *page;
4210
4211                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4212                         if (!page)
4213                                 continue;
4214
4215                         node = page_to_nid(page);
4216                         if (flags & SO_TOTAL)
4217                                 x = page->objects;
4218                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4219                                 x = page->inuse;
4220                         else
4221                                 x = 1;
4222
4223                         total += x;
4224                         nodes[node] += x;
4225
4226                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4227                         if (page) {
4228                                 node = page_to_nid(page);
4229                                 if (flags & SO_TOTAL)
4230                                         WARN_ON_ONCE(1);
4231                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4232                                         WARN_ON_ONCE(1);
4233                                 else
4234                                         x = page->pages;
4235                                 total += x;
4236                                 nodes[node] += x;
4237                         }
4238                 }
4239         }
4240
4241         get_online_mems();
4242 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4243         if (flags & SO_ALL) {
4244                 struct kmem_cache_node *n;
4245
4246                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4247
4248                         if (flags & SO_TOTAL)
4249                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4250                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4251                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4252                                         count_partial(n, count_free);
4253                         else
4254                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4255                         total += x;
4256                         nodes[node] += x;
4257                 }
4258
4259         } else
4260 #endif
4261         if (flags & SO_PARTIAL) {
4262                 struct kmem_cache_node *n;
4263
4264                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4265                         if (flags & SO_TOTAL)
4266                                 x = count_partial(n, count_total);
4267                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4268                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4269                         else
4270                                 x = n->nr_partial;
4271                         total += x;
4272                         nodes[node] += x;
4273                 }
4274         }
4275         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4276 #ifdef CONFIG_NUMA
4277         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4278                 if (nodes[node])
4279                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4280                                         node, nodes[node]);
4281 #endif
4282         put_online_mems();
4283         kfree(nodes);
4284         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4285 }
4286
4287 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4288 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4289 {
4290         int node;
4291         struct kmem_cache_node *n;
4292
4293         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4294                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4295                         return 1;
4296
4297         return 0;
4298 }
4299 #endif
4300
4301 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4302 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4303
4304 struct slab_attribute {
4305         struct attribute attr;
4306         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4307         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4308 };
4309
4310 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4311         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4312         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4313
4314 #define SLAB_ATTR(_name) \
4315         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4316         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4317
4318 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4319 {
4320         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4321 }
4322 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4323
4324 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4325 {
4326         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4327 }
4328 SLAB_ATTR_RO(align);
4329
4330 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4331 {
4332         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4333 }
4334 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4335
4336 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4337 {
4338         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4339 }
4340 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4341
4342 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4343                                 const char *buf, size_t length)
4344 {
4345         unsigned long order;
4346         int err;
4347
4348         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4349         if (err)
4350                 return err;
4351
4352         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4353                 return -EINVAL;
4354
4355         calculate_sizes(s, order);
4356         return length;
4357 }
4358
4359 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4360 {
4361         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4362 }
4363 SLAB_ATTR(order);
4364
4365 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4366 {
4367         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4368 }
4369
4370 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4371                                  size_t length)
4372 {
4373         unsigned long min;
4374         int err;
4375
4376         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4377         if (err)
4378                 return err;
4379
4380         set_min_partial(s, min);
4381         return length;
4382 }
4383 SLAB_ATTR(min_partial);
4384
4385 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4386 {
4387         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4388 }
4389
4390 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4391                                  size_t length)
4392 {
4393         unsigned long objects;
4394         int err;
4395
4396         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4397         if (err)
4398                 return err;
4399         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4400                 return -EINVAL;
4401
4402         s->cpu_partial = objects;
4403         flush_all(s);
4404         return length;
4405 }
4406 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4407
4408 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4409 {
4410         if (!s->ctor)
4411                 return 0;
4412         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4413 }
4414 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4415
4416 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4417 {
4418         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4419 }
4420 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4421
4422 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4423 {
4424         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4425 }
4426 SLAB_ATTR_RO(partial);
4427
4428 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4429 {
4430         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4431 }
4432 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4433
4434 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4435 {
4436         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4437 }
4438 SLAB_ATTR_RO(objects);
4439
4440 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4441 {
4442         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4443 }
4444 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4445
4446 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4447 {
4448         int objects = 0;
4449         int pages = 0;
4450         int cpu;
4451         int len;
4452
4453         for_each_online_cpu(cpu) {
4454                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4455
4456                 if (page) {
4457                         pages += page->pages;
4458                         objects += page->pobjects;
4459                 }
4460         }
4461
4462         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4463
4464 #ifdef CONFIG_SMP
4465         for_each_online_cpu(cpu) {
4466                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4467
4468                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4469                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4470                                 page->pobjects, page->pages);
4471         }
4472 #endif
4473         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4474 }
4475 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4476
4477 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4478 {
4479         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4480 }
4481
4482 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4483                                 const char *buf, size_t length)
4484 {
4485         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4486         if (buf[0] == '1')
4487                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4488         return length;
4489 }
4490 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4491
4492 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4493 {
4494         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4495 }
4496 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4497
4498 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4499 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4500 {
4501         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4502 }
4503 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4504 #endif
4505
4506 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4507 {
4508         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4509 }
4510 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4511
4512 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4513 {
4514         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4515 }
4516 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4517
4518 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4519 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4520 {
4521         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4522 }
4523 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4524
4525 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4526 {
4527         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4528 }
4529 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4530
4531 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4532 {
4533         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4534 }
4535
4536 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4537                                 const char *buf, size_t length)
4538 {
4539         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4540         if (buf[0] == '1') {
4541                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4542                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4543         }
4544         return length;
4545 }
4546 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4547
4548 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4549 {
4550         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4551 }
4552
4553 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4554                                                         size_t length)
4555 {
4556         /*
4557          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4558          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4559          * cache into an umergeable one.
4560          */
4561         if (s->refcount > 1)
4562                 return -EINVAL;
4563
4564         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4565         if (buf[0] == '1') {
4566                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4567                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4568         }
4569         return length;
4570 }
4571 SLAB_ATTR(trace);
4572
4573 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4574 {
4575         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4576 }
4577
4578 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4579                                 const char *buf, size_t length)
4580 {
4581         if (any_slab_objects(s))
4582                 return -EBUSY;
4583
4584         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4585         if (buf[0] == '1') {
4586                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4587                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4588         }
4589         calculate_sizes(s, -1);
4590         return length;
4591 }
4592 SLAB_ATTR(red_zone);
4593
4594 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4595 {
4596         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4597 }
4598
4599 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4600                                 const char *buf, size_t length)
4601 {
4602         if (any_slab_objects(s))
4603                 return -EBUSY;
4604
4605         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4606         if (buf[0] == '1') {
4607                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4608                 s->flags |= SLAB_POISON;
4609         }
4610         calculate_sizes(s, -1);
4611         return length;
4612 }
4613 SLAB_ATTR(poison);
4614
4615 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4616 {
4617         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4618 }
4619
4620 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4621                                 const char *buf, size_t length)
4622 {
4623         if (any_slab_objects(s))
4624                 return -EBUSY;
4625
4626         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4627         if (buf[0] == '1') {
4628                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4629                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4630         }
4631         calculate_sizes(s, -1);
4632         return length;
4633 }
4634 SLAB_ATTR(store_user);
4635
4636 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4637 {
4638         return 0;
4639 }
4640
4641 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4642                         const char *buf, size_t length)
4643 {
4644         int ret = -EINVAL;
4645
4646         if (buf[0] == '1') {
4647                 ret = validate_slab_cache(s);
4648                 if (ret >= 0)
4649                         ret = length;
4650         }
4651         return ret;
4652 }
4653 SLAB_ATTR(validate);
4654
4655 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4656 {
4657         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4658                 return -ENOSYS;
4659         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4660 }
4661 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4662
4663 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4664 {
4665         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4666                 return -ENOSYS;
4667         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4668 }
4669 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4670 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4671
4672 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4673 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4674 {
4675         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4676 }
4677
4678 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4679                                                         size_t length)
4680 {
4681         if (s->refcount > 1)
4682                 return -EINVAL;
4683
4684         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4685         if (buf[0] == '1')
4686                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4687         return length;
4688 }
4689 SLAB_ATTR(failslab);
4690 #endif
4691
4692 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4693 {
4694         return 0;
4695 }
4696
4697 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4698                         const char *buf, size_t length)
4699 {
4700         if (buf[0] == '1')
4701                 kmem_cache_shrink(s);
4702         else
4703                 return -EINVAL;
4704         return length;
4705 }
4706 SLAB_ATTR(shrink);
4707
4708 #ifdef CONFIG_NUMA
4709 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4710 {
4711         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4712 }
4713
4714 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4715                                 const char *buf, size_t length)
4716 {
4717         unsigned long ratio;
4718         int err;
4719
4720         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4721         if (err)
4722                 return err;
4723
4724         if (ratio <= 100)
4725                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4726
4727         return length;
4728 }
4729 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4730 #endif
4731
4732 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4733 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4734 {
4735         unsigned long sum  = 0;
4736         int cpu;
4737         int len;
4738         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4739
4740         if (!data)
4741                 return -ENOMEM;
4742
4743         for_each_online_cpu(cpu) {
4744                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4745
4746                 data[cpu] = x;
4747                 sum += x;
4748         }
4749
4750         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4751
4752 #ifdef CONFIG_SMP
4753         for_each_online_cpu(cpu) {
4754                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4755                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4756         }
4757 #endif
4758         kfree(data);
4759         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4760 }
4761
4762 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4763 {
4764         int cpu;
4765
4766         for_each_online_cpu(cpu)
4767                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4768 }
4769
4770 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4771 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4772 {                                                               \
4773         return show_stat(s, buf, si);                           \
4774 }                                                               \
4775 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4776                                 const char *buf, size_t length) \
4777 {                                                               \
4778         if (buf[0] != '0')                                      \
4779                 return -EINVAL;                                 \
4780         clear_stat(s, si);                                      \
4781         return length;                                          \
4782 }                                                               \
4783 SLAB_ATTR(text);                                                \
4784
4785 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4786 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4787 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4788 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4789 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4790 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4791 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4792 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4793 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4794 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4795 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4796 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4797 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4798 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4799 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4800 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4801 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4802 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4803 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4804 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4805 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4806 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4807 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4808 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4809 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4810 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4811 #endif
4812
4813 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4814         &slab_size_attr.attr,
4815         &object_size_attr.attr,
4816         &objs_per_slab_attr.attr,
4817         &order_attr.attr,
4818         &min_partial_attr.attr,
4819         &cpu_partial_attr.attr,
4820         &objects_attr.attr,
4821         &objects_partial_attr.attr,
4822         &partial_attr.attr,
4823         &cpu_slabs_attr.attr,
4824         &ctor_attr.attr,
4825         &aliases_attr.attr,
4826         &align_attr.attr,
4827         &hwcache_align_attr.attr,
4828         &reclaim_account_attr.attr,
4829         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4830         &shrink_attr.attr,
4831         &reserved_attr.attr,
4832         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4833 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4834         &total_objects_attr.attr,
4835         &slabs_attr.attr,
4836         &sanity_checks_attr.attr,
4837         &trace_attr.attr,
4838         &red_zone_attr.attr,
4839         &poison_attr.attr,
4840         &store_user_attr.attr,
4841         &validate_attr.attr,
4842         &alloc_calls_attr.attr,
4843         &free_calls_attr.attr,
4844 #endif
4845 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4846         &cache_dma_attr.attr,
4847 #endif
4848 #ifdef CONFIG_NUMA
4849         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4850 #endif
4851 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4852         &alloc_fastpath_attr.attr,
4853         &alloc_slowpath_attr.attr,
4854         &free_fastpath_attr.attr,
4855         &free_slowpath_attr.attr,
4856         &free_frozen_attr.attr,
4857         &free_add_partial_attr.attr,
4858         &free_remove_partial_attr.attr,
4859         &alloc_from_partial_attr.attr,
4860         &alloc_slab_attr.attr,
4861         &alloc_refill_attr.attr,
4862         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4863         &free_slab_attr.attr,
4864         &cpuslab_flush_attr.attr,
4865         &deactivate_full_attr.attr,
4866         &deactivate_empty_attr.attr,
4867         &deactivate_to_head_attr.attr,
4868         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4869         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4870         &deactivate_bypass_attr.attr,
4871         &order_fallback_attr.attr,
4872         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4873         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4874         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4875         &cpu_partial_free_attr.attr,
4876         &cpu_partial_node_attr.attr,
4877         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4878 #endif
4879 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4880         &failslab_attr.attr,
4881 #endif
4882
4883         NULL
4884 };
4885
4886 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4887         .attrs = slab_attrs,
4888 };
4889
4890 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4891                                 struct attribute *attr,
4892                                 char *buf)
4893 {
4894         struct slab_attribute *attribute;
4895         struct kmem_cache *s;
4896         int err;
4897
4898         attribute = to_slab_attr(attr);
4899         s = to_slab(kobj);
4900
4901         if (!attribute->show)
4902                 return -EIO;
4903
4904         err = attribute->show(s, buf);
4905
4906         return err;
4907 }
4908
4909 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4910                                 struct attribute *attr,
4911                                 const char *buf, size_t len)
4912 {
4913         struct slab_attribute *attribute;
4914         struct kmem_cache *s;
4915         int err;
4916
4917         attribute = to_slab_attr(attr);
4918         s = to_slab(kobj);
4919
4920         if (!attribute->store)
4921                 return -EIO;
4922
4923         err = attribute->store(s, buf, len);
4924 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4925         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
4926                 struct kmem_cache *c;
4927
4928                 mutex_lock(&slab_mutex);
4929                 if (s->max_attr_size < len)
4930                         s->max_attr_size = len;
4931
4932                 /*
4933                  * This is a best effort propagation, so this function's return
4934                  * value will be determined by the parent cache only. This is
4935                  * basically because not all attributes will have a well
4936                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
4937                  * have permanent effects.
4938                  *
4939                  * Returning the error value of any of the children that fail
4940                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
4941                  * error code won't be able to know anything about the state of
4942                  * the cache.
4943                  *
4944                  * Only returning the error code for the parent cache at least
4945                  * has well defined semantics. The cache being written to
4946                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
4947                  * through the descendants with best-effort propagation.
4948                  */
4949                 for_each_memcg_cache(c, s)
4950                         attribute->store(c, buf, len);
4951                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4952         }
4953 #endif
4954         return err;
4955 }
4956
4957 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
4958 {
4959 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4960         int i;
4961         char *buffer = NULL;
4962         struct kmem_cache *root_cache;
4963
4964         if (is_root_cache(s))
4965                 return;
4966
4967         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
4968
4969         /*
4970          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
4971          * in copying default values around
4972          */
4973         if (!root_cache->max_attr_size)
4974                 return;
4975
4976         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
4977                 char mbuf[64];
4978                 char *buf;
4979                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
4980
4981                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
4982                         continue;
4983
4984                 /*
4985                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
4986                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
4987                  * we can just use the allocated buffer until the end.
4988                  *
4989                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
4990                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
4991                  * theoretically happen.
4992                  */
4993                 if (buffer)
4994                         buf = buffer;
4995                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
4996                         buf = mbuf;
4997                 else {
4998                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
4999                         if (WARN_ON(!buffer))
5000                                 continue;
5001                         buf = buffer;
5002                 }
5003
5004                 attr->show(root_cache, buf);
5005                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5006         }
5007
5008         if (buffer)
5009                 free_page((unsigned long)buffer);
5010 #endif
5011 }
5012
5013 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5014 {
5015         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5016 }
5017
5018 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5019         .show = slab_attr_show,
5020         .store = slab_attr_store,
5021 };
5022
5023 static struct kobj_type slab_ktype = {
5024         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5025         .release = kmem_cache_release,
5026 };
5027
5028 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5029 {
5030         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5031
5032         if (ktype == &slab_ktype)
5033                 return 1;
5034         return 0;
5035 }
5036
5037 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5038         .filter = uevent_filter,
5039 };
5040
5041 static struct kset *slab_kset;
5042
5043 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5044 {
5045 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5046         if (!is_root_cache(s))
5047                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5048 #endif
5049         return slab_kset;
5050 }
5051
5052 #define ID_STR_LENGTH 64
5053
5054 /* Create a unique string id for a slab cache:
5055  *
5056  * Format       :[flags-]size
5057  */
5058 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5059 {
5060         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5061         char *p = name;
5062
5063         BUG_ON(!name);
5064
5065         *p++ = ':';
5066         /*
5067          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5068          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5069          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5070          * are matched during merging to guarantee that the id is
5071          * unique.
5072          */
5073         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5074                 *p++ = 'd';
5075         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5076                 *p++ = 'a';
5077         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5078                 *p++ = 'F';
5079         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5080                 *p++ = 't';
5081         if (p != name + 1)
5082                 *p++ = '-';
5083         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5084
5085         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5086         return name;
5087 }
5088
5089 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5090 {
5091         int err;
5092         const char *name;
5093         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5094
5095         if (unmergeable) {
5096                 /*
5097                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5098                  * This is typically the case for debug situations. In that
5099                  * case we can catch duplicate names easily.
5100                  */
5101                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5102                 name = s->name;
5103         } else {
5104                 /*
5105                  * Create a unique name for the slab as a target
5106                  * for the symlinks.
5107                  */
5108                 name = create_unique_id(s);
5109         }
5110
5111         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5112         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5113         if (err)
5114                 goto out_put_kobj;
5115
5116         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5117         if (err)
5118                 goto out_del_kobj;
5119
5120 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5121         if (is_root_cache(s)) {
5122                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5123                 if (!s->memcg_kset) {
5124                         err = -ENOMEM;
5125                         goto out_del_kobj;
5126                 }
5127         }
5128 #endif
5129
5130         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5131         if (!unmergeable) {
5132                 /* Setup first alias */
5133                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5134         }
5135 out:
5136         if (!unmergeable)
5137                 kfree(name);
5138         return err;
5139 out_del_kobj:
5140         kobject_del(&s->kobj);
5141 out_put_kobj:
5142         kobject_put(&s->kobj);
5143         goto out;
5144 }
5145
5146 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5147 {
5148         if (slab_state < FULL)
5149                 /*
5150                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5151                  * cache from sysfs.
5152                  */
5153                 return;
5154
5155 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5156         kset_unregister(s->memcg_kset);
5157 #endif
5158         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5159         kobject_del(&s->kobj);
5160         kobject_put(&s->kobj);
5161 }
5162
5163 /*
5164  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5165  * available lest we lose that information.
5166  */
5167 struct saved_alias {
5168         struct kmem_cache *s;
5169         const char *name;
5170         struct saved_alias *next;
5171 };
5172
5173 static struct saved_alias *alias_list;
5174
5175 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5176 {
5177         struct saved_alias *al;
5178
5179         if (slab_state == FULL) {
5180                 /*
5181                  * If we have a leftover link then remove it.
5182                  */
5183                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5184                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5185         }
5186
5187         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5188         if (!al)
5189                 return -ENOMEM;
5190
5191         al->s = s;
5192         al->name = name;
5193         al->next = alias_list;
5194         alias_list = al;
5195         return 0;
5196 }
5197
5198 static int __init slab_sysfs_init(void)
5199 {
5200         struct kmem_cache *s;
5201         int err;
5202
5203         mutex_lock(&slab_mutex);
5204
5205         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5206         if (!slab_kset) {
5207                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5208                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5209                 return -ENOSYS;
5210         }
5211
5212         slab_state = FULL;
5213
5214         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5215                 err = sysfs_slab_add(s);
5216                 if (err)
5217                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5218                                s->name);
5219         }
5220
5221         while (alias_list) {
5222                 struct saved_alias *al = alias_list;
5223
5224                 alias_list = alias_list->next;
5225                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5226                 if (err)
5227                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5228                                al->name);
5229                 kfree(al);
5230         }
5231
5232         mutex_unlock(&slab_mutex);
5233         resiliency_test();
5234         return 0;
5235 }
5236
5237 __initcall(slab_sysfs_init);
5238 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5239
5240 /*
5241  * The /proc/slabinfo ABI
5242  */
5243 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5244 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5245 {
5246         unsigned long nr_slabs = 0;
5247         unsigned long nr_objs = 0;
5248         unsigned long nr_free = 0;
5249         int node;
5250         struct kmem_cache_node *n;
5251
5252         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5253                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5254                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5255                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5256         }
5257
5258         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5259         sinfo->num_objs = nr_objs;
5260         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5261         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5262         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5263         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5264 }
5265
5266 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5267 {
5268 }
5269
5270 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5271                        size_t count, loff_t *ppos)
5272 {
5273         return -EIO;
5274 }
5275 #endif /* CONFIG_SLABINFO */