Merge branch 'v4l_for_linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mchehab...
[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 /*
173  * Set of flags that will prevent slab merging
174  */
175 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
176                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
177                 SLAB_FAILSLAB)
178
179 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
180                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
181
182 #define OO_SHIFT        16
183 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
184 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
185
186 /* Internal SLUB flags */
187 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
188 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
189
190 #ifdef CONFIG_SMP
191 static struct notifier_block slab_notifier;
192 #endif
193
194 /*
195  * Tracking user of a slab.
196  */
197 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
198 struct track {
199         unsigned long addr;     /* Called from address */
200 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
201         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
202 #endif
203         int cpu;                /* Was running on cpu */
204         int pid;                /* Pid context */
205         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
206 };
207
208 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
209
210 #ifdef CONFIG_SYSFS
211 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
212 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
213 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
214 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
215 #else
216 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
217 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
218                                                         { return 0; }
219 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
220
221 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
222 #endif
223
224 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
225 {
226 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
227         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
228 #endif
229 }
230
231 /********************************************************************
232  *                      Core slab cache functions
233  *******************************************************************/
234
235 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
236 {
237         return s->node[node];
238 }
239
240 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
241 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
242                                 struct page *page, const void *object)
243 {
244         void *base;
245
246         if (!object)
247                 return 1;
248
249         base = page_address(page);
250         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
251                 (object - base) % s->size) {
252                 return 0;
253         }
254
255         return 1;
256 }
257
258 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
259 {
260         return *(void **)(object + s->offset);
261 }
262
263 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
264 {
265         prefetch(object + s->offset);
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         void *p;
271
272 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
273         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
274 #else
275         p = get_freepointer(s, object);
276 #endif
277         return p;
278 }
279
280 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
281 {
282         *(void **)(object + s->offset) = fp;
283 }
284
285 /* Loop over all objects in a slab */
286 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
287         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
288                         __p += (__s)->size)
289
290 /* Determine object index from a given position */
291 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
292 {
293         return (p - addr) / s->size;
294 }
295
296 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
297 {
298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
299         /*
300          * Debugging requires use of the padding between object
301          * and whatever may come after it.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
304                 return s->object_size;
305
306 #endif
307         /*
308          * If we have the need to store the freelist pointer
309          * back there or track user information then we can
310          * only use the space before that information.
311          */
312         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
313                 return s->inuse;
314         /*
315          * Else we can use all the padding etc for the allocation
316          */
317         return s->size;
318 }
319
320 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
321 {
322         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
323 }
324
325 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
326                 unsigned long size, int reserved)
327 {
328         struct kmem_cache_order_objects x = {
329                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
330         };
331
332         return x;
333 }
334
335 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x >> OO_SHIFT;
338 }
339
340 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
341 {
342         return x.x & OO_MASK;
343 }
344
345 /*
346  * Per slab locking using the pagelock
347  */
348 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
349 {
350         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
351 }
352
353 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
354 {
355         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
359 {
360         struct page tmp;
361         tmp.counters = counters_new;
362         /*
363          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
364          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
365          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
366          * be careful and only assign to the fields we need.
367          */
368         page->frozen  = tmp.frozen;
369         page->inuse   = tmp.inuse;
370         page->objects = tmp.objects;
371 }
372
373 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
374 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
375                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
376                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
377                 const char *n)
378 {
379         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
380 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
381     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
382         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
383                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
384                         freelist_old, counters_old,
385                         freelist_new, counters_new))
386                 return 1;
387         } else
388 #endif
389         {
390                 slab_lock(page);
391                 if (page->freelist == freelist_old &&
392                                         page->counters == counters_old) {
393                         page->freelist = freelist_new;
394                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
395                         slab_unlock(page);
396                         return 1;
397                 }
398                 slab_unlock(page);
399         }
400
401         cpu_relax();
402         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
403
404 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
405         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
406 #endif
407
408         return 0;
409 }
410
411 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
412                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
413                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
414                 const char *n)
415 {
416 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
417     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
418         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
419                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
420                         freelist_old, counters_old,
421                         freelist_new, counters_new))
422                 return 1;
423         } else
424 #endif
425         {
426                 unsigned long flags;
427
428                 local_irq_save(flags);
429                 slab_lock(page);
430                 if (page->freelist == freelist_old &&
431                                         page->counters == counters_old) {
432                         page->freelist = freelist_new;
433                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
434                         slab_unlock(page);
435                         local_irq_restore(flags);
436                         return 1;
437                 }
438                 slab_unlock(page);
439                 local_irq_restore(flags);
440         }
441
442         cpu_relax();
443         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
444
445 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
446         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
447 #endif
448
449         return 0;
450 }
451
452 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
453 /*
454  * Determine a map of object in use on a page.
455  *
456  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
457  * not vanish from under us.
458  */
459 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
460 {
461         void *p;
462         void *addr = page_address(page);
463
464         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
465                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
466 }
467
468 /*
469  * Debug settings:
470  */
471 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
472 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
473 #else
474 static int slub_debug;
475 #endif
476
477 static char *slub_debug_slabs;
478 static int disable_higher_order_debug;
479
480 /*
481  * Object debugging
482  */
483 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
484 {
485         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
486                         length, 1);
487 }
488
489 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
490         enum track_item alloc)
491 {
492         struct track *p;
493
494         if (s->offset)
495                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
496         else
497                 p = object + s->inuse;
498
499         return p + alloc;
500 }
501
502 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
503                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
504 {
505         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
506
507         if (addr) {
508 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
509                 struct stack_trace trace;
510                 int i;
511
512                 trace.nr_entries = 0;
513                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
514                 trace.entries = p->addrs;
515                 trace.skip = 3;
516                 save_stack_trace(&trace);
517
518                 /* See rant in lockdep.c */
519                 if (trace.nr_entries != 0 &&
520                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
521                         trace.nr_entries--;
522
523                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
524                         p->addrs[i] = 0;
525 #endif
526                 p->addr = addr;
527                 p->cpu = smp_processor_id();
528                 p->pid = current->pid;
529                 p->when = jiffies;
530         } else
531                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
532 }
533
534 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
535 {
536         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
537                 return;
538
539         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
540         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
541 }
542
543 static void print_track(const char *s, struct track *t)
544 {
545         if (!t->addr)
546                 return;
547
548         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
549                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
550 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
551         {
552                 int i;
553                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
554                         if (t->addrs[i])
555                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
556                         else
557                                 break;
558         }
559 #endif
560 }
561
562 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
563 {
564         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
565                 return;
566
567         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
568         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
569 }
570
571 static void print_page_info(struct page *page)
572 {
573         printk(KERN_ERR
574                "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
575                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
576
577 }
578
579 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
580 {
581         va_list args;
582         char buf[100];
583
584         va_start(args, fmt);
585         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
586         va_end(args);
587         printk(KERN_ERR "========================================"
588                         "=====================================\n");
589         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
590         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
591                         "-------------------------------------\n\n");
592
593         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
594 }
595
596 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
597 {
598         va_list args;
599         char buf[100];
600
601         va_start(args, fmt);
602         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
603         va_end(args);
604         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
605 }
606
607 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
608 {
609         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
610         u8 *addr = page_address(page);
611
612         print_tracking(s, p);
613
614         print_page_info(page);
615
616         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
617                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
618
619         if (p > addr + 16)
620                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
621
622         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
623                                 PAGE_SIZE));
624         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
625                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
626                         s->inuse - s->object_size);
627
628         if (s->offset)
629                 off = s->offset + sizeof(void *);
630         else
631                 off = s->inuse;
632
633         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
634                 off += 2 * sizeof(struct track);
635
636         if (off != s->size)
637                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
638                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
639
640         dump_stack();
641 }
642
643 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
644                         u8 *object, char *reason)
645 {
646         slab_bug(s, "%s", reason);
647         print_trailer(s, page, object);
648 }
649
650 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
651                         const char *fmt, ...)
652 {
653         va_list args;
654         char buf[100];
655
656         va_start(args, fmt);
657         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
658         va_end(args);
659         slab_bug(s, "%s", buf);
660         print_page_info(page);
661         dump_stack();
662 }
663
664 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
665 {
666         u8 *p = object;
667
668         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
669                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
670                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
671         }
672
673         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
674                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
675 }
676
677 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
678                                                 void *from, void *to)
679 {
680         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
681         memset(from, data, to - from);
682 }
683
684 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
685                         u8 *object, char *what,
686                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
687 {
688         u8 *fault;
689         u8 *end;
690
691         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
692         if (!fault)
693                 return 1;
694
695         end = start + bytes;
696         while (end > fault && end[-1] == value)
697                 end--;
698
699         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
700         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
701                                         fault, end - 1, fault[0], value);
702         print_trailer(s, page, object);
703
704         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
705         return 0;
706 }
707
708 /*
709  * Object layout:
710  *
711  * object address
712  *      Bytes of the object to be managed.
713  *      If the freepointer may overlay the object then the free
714  *      pointer is the first word of the object.
715  *
716  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
717  *      0xa5 (POISON_END)
718  *
719  * object + s->object_size
720  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
721  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
722  *      object_size == inuse.
723  *
724  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
725  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
726  *
727  * object + s->inuse
728  *      Meta data starts here.
729  *
730  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
731  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
732  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
733  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
734  *              before the word boundary.
735  *
736  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
737  *
738  * object + s->size
739  *      Nothing is used beyond s->size.
740  *
741  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
742  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
743  * may be used with merged slabcaches.
744  */
745
746 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
747 {
748         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
749
750         if (s->offset)
751                 /* Freepointer is placed after the object. */
752                 off += sizeof(void *);
753
754         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
755                 /* We also have user information there */
756                 off += 2 * sizeof(struct track);
757
758         if (s->size == off)
759                 return 1;
760
761         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
762                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
763 }
764
765 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
766 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
767 {
768         u8 *start;
769         u8 *fault;
770         u8 *end;
771         int length;
772         int remainder;
773
774         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
775                 return 1;
776
777         start = page_address(page);
778         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
779         end = start + length;
780         remainder = length % s->size;
781         if (!remainder)
782                 return 1;
783
784         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
785         if (!fault)
786                 return 1;
787         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
788                 end--;
789
790         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
791         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
792
793         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
794         return 0;
795 }
796
797 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
798                                         void *object, u8 val)
799 {
800         u8 *p = object;
801         u8 *endobject = object + s->object_size;
802
803         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
804                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
805                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
806                         return 0;
807         } else {
808                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
809                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
810                                 endobject, POISON_INUSE,
811                                 s->inuse - s->object_size);
812                 }
813         }
814
815         if (s->flags & SLAB_POISON) {
816                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
817                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
818                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
819                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
820                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
821                         return 0;
822                 /*
823                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
824                  */
825                 check_pad_bytes(s, page, p);
826         }
827
828         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
829                 /*
830                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
831                  * freepointer while object is allocated.
832                  */
833                 return 1;
834
835         /* Check free pointer validity */
836         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
837                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
838                 /*
839                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
840                  * of the free objects in this slab. May cause
841                  * another error because the object count is now wrong.
842                  */
843                 set_freepointer(s, p, NULL);
844                 return 0;
845         }
846         return 1;
847 }
848
849 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
850 {
851         int maxobj;
852
853         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
854
855         if (!PageSlab(page)) {
856                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
857                 return 0;
858         }
859
860         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
861         if (page->objects > maxobj) {
862                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
863                         s->name, page->objects, maxobj);
864                 return 0;
865         }
866         if (page->inuse > page->objects) {
867                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
868                         s->name, page->inuse, page->objects);
869                 return 0;
870         }
871         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
872         slab_pad_check(s, page);
873         return 1;
874 }
875
876 /*
877  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
878  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
879  */
880 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
881 {
882         int nr = 0;
883         void *fp;
884         void *object = NULL;
885         unsigned long max_objects;
886
887         fp = page->freelist;
888         while (fp && nr <= page->objects) {
889                 if (fp == search)
890                         return 1;
891                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
892                         if (object) {
893                                 object_err(s, page, object,
894                                         "Freechain corrupt");
895                                 set_freepointer(s, object, NULL);
896                         } else {
897                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
898                                 page->freelist = NULL;
899                                 page->inuse = page->objects;
900                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
901                                 return 0;
902                         }
903                         break;
904                 }
905                 object = fp;
906                 fp = get_freepointer(s, object);
907                 nr++;
908         }
909
910         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
911         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
912                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
913
914         if (page->objects != max_objects) {
915                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
916                         "should be %d", page->objects, max_objects);
917                 page->objects = max_objects;
918                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
919         }
920         if (page->inuse != page->objects - nr) {
921                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
922                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
923                 page->inuse = page->objects - nr;
924                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
925         }
926         return search == NULL;
927 }
928
929 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
930                                                                 int alloc)
931 {
932         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
933                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
934                         s->name,
935                         alloc ? "alloc" : "free",
936                         object, page->inuse,
937                         page->freelist);
938
939                 if (!alloc)
940                         print_section("Object ", (void *)object,
941                                         s->object_size);
942
943                 dump_stack();
944         }
945 }
946
947 /*
948  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
949  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
950  */
951 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
952 {
953         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
954 }
955
956 static inline void kfree_hook(const void *x)
957 {
958         kmemleak_free(x);
959 }
960
961 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
962 {
963         flags &= gfp_allowed_mask;
964         lockdep_trace_alloc(flags);
965         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
966
967         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
968 }
969
970 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
971                                         gfp_t flags, void *object)
972 {
973         flags &= gfp_allowed_mask;
974         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
975         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
976 }
977
978 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
979 {
980         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
981
982         /*
983          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
984          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
985          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
986          */
987 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
988         {
989                 unsigned long flags;
990
991                 local_irq_save(flags);
992                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
993                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
994                 local_irq_restore(flags);
995         }
996 #endif
997         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
998                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1003  *
1004  * list_lock must be held.
1005  */
1006 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1007         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1008 {
1009         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1010                 return;
1011
1012         list_add(&page->lru, &n->full);
1013 }
1014
1015 /*
1016  * list_lock must be held.
1017  */
1018 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1019 {
1020         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1021                 return;
1022
1023         list_del(&page->lru);
1024 }
1025
1026 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1027 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1028 {
1029         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1030
1031         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1032 }
1033
1034 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1035 {
1036         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1037 }
1038
1039 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1040 {
1041         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1042
1043         /*
1044          * May be called early in order to allocate a slab for the
1045          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1046          * dilemma by deferring the increment of the count during
1047          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1048          */
1049         if (likely(n)) {
1050                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1051                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1052         }
1053 }
1054 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1055 {
1056         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1057
1058         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1059         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1060 }
1061
1062 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1063 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1064                                                                 void *object)
1065 {
1066         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1067                 return;
1068
1069         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1070         init_tracking(s, object);
1071 }
1072
1073 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1074                                         struct page *page,
1075                                         void *object, unsigned long addr)
1076 {
1077         if (!check_slab(s, page))
1078                 goto bad;
1079
1080         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1081                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1082                 goto bad;
1083         }
1084
1085         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1086                 goto bad;
1087
1088         /* Success perform special debug activities for allocs */
1089         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1090                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1091         trace(s, page, object, 1);
1092         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1093         return 1;
1094
1095 bad:
1096         if (PageSlab(page)) {
1097                 /*
1098                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1099                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1100                  * as used avoids touching the remaining objects.
1101                  */
1102                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1103                 page->inuse = page->objects;
1104                 page->freelist = NULL;
1105         }
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1110         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1111         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1112 {
1113         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1114
1115         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1116         slab_lock(page);
1117
1118         if (!check_slab(s, page))
1119                 goto fail;
1120
1121         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1122                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1123                 goto fail;
1124         }
1125
1126         if (on_freelist(s, page, object)) {
1127                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1128                 goto fail;
1129         }
1130
1131         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1132                 goto out;
1133
1134         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1135                 if (!PageSlab(page)) {
1136                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1137                                 "outside of slab", object);
1138                 } else if (!page->slab_cache) {
1139                         printk(KERN_ERR
1140                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1141                                                 object);
1142                         dump_stack();
1143                 } else
1144                         object_err(s, page, object,
1145                                         "page slab pointer corrupt.");
1146                 goto fail;
1147         }
1148
1149         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1150                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1151         trace(s, page, object, 0);
1152         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1153 out:
1154         slab_unlock(page);
1155         /*
1156          * Keep node_lock to preserve integrity
1157          * until the object is actually freed
1158          */
1159         return n;
1160
1161 fail:
1162         slab_unlock(page);
1163         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1164         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1165         return NULL;
1166 }
1167
1168 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1169 {
1170         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1171         if (*str++ != '=' || !*str)
1172                 /*
1173                  * No options specified. Switch on full debugging.
1174                  */
1175                 goto out;
1176
1177         if (*str == ',')
1178                 /*
1179                  * No options but restriction on slabs. This means full
1180                  * debugging for slabs matching a pattern.
1181                  */
1182                 goto check_slabs;
1183
1184         if (tolower(*str) == 'o') {
1185                 /*
1186                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1187                  * would increase as a result.
1188                  */
1189                 disable_higher_order_debug = 1;
1190                 goto out;
1191         }
1192
1193         slub_debug = 0;
1194         if (*str == '-')
1195                 /*
1196                  * Switch off all debugging measures.
1197                  */
1198                 goto out;
1199
1200         /*
1201          * Determine which debug features should be switched on
1202          */
1203         for (; *str && *str != ','; str++) {
1204                 switch (tolower(*str)) {
1205                 case 'f':
1206                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1207                         break;
1208                 case 'z':
1209                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1210                         break;
1211                 case 'p':
1212                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1213                         break;
1214                 case 'u':
1215                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1216                         break;
1217                 case 't':
1218                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1219                         break;
1220                 case 'a':
1221                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1222                         break;
1223                 default:
1224                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1225                                 "unknown. skipped\n", *str);
1226                 }
1227         }
1228
1229 check_slabs:
1230         if (*str == ',')
1231                 slub_debug_slabs = str + 1;
1232 out:
1233         return 1;
1234 }
1235
1236 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1237
1238 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1239         unsigned long flags, const char *name,
1240         void (*ctor)(void *))
1241 {
1242         /*
1243          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1244          */
1245         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1246                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1247                 flags |= slub_debug;
1248
1249         return flags;
1250 }
1251 #else
1252 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1253                         struct page *page, void *object) {}
1254
1255 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1256         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1257
1258 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1259         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1260         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1261
1262 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1263                         { return 1; }
1264 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1265                         void *object, u8 val) { return 1; }
1266 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1267                                         struct page *page) {}
1268 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1269 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1270         unsigned long flags, const char *name,
1271         void (*ctor)(void *))
1272 {
1273         return flags;
1274 }
1275 #define slub_debug 0
1276
1277 #define disable_higher_order_debug 0
1278
1279 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1280                                                         { return 0; }
1281 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1282                                                         { return 0; }
1283 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1284                                                         int objects) {}
1285 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1286                                                         int objects) {}
1287
1288 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1289 {
1290         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1291 }
1292
1293 static inline void kfree_hook(const void *x)
1294 {
1295         kmemleak_free(x);
1296 }
1297
1298 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1299                                                         { return 0; }
1300
1301 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1302                 void *object)
1303 {
1304         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags,
1305                 flags & gfp_allowed_mask);
1306 }
1307
1308 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1309 {
1310         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1311 }
1312
1313 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1314
1315 /*
1316  * Slab allocation and freeing
1317  */
1318 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1319                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1320 {
1321         int order = oo_order(oo);
1322
1323         flags |= __GFP_NOTRACK;
1324
1325         if (node == NUMA_NO_NODE)
1326                 return alloc_pages(flags, order);
1327         else
1328                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1329 }
1330
1331 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1332 {
1333         struct page *page;
1334         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1335         gfp_t alloc_gfp;
1336
1337         flags &= gfp_allowed_mask;
1338
1339         if (flags & __GFP_WAIT)
1340                 local_irq_enable();
1341
1342         flags |= s->allocflags;
1343
1344         /*
1345          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1346          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1347          */
1348         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1349
1350         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1351         if (unlikely(!page)) {
1352                 oo = s->min;
1353                 /*
1354                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1355                  * Try a lower order alloc if possible
1356                  */
1357                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1358
1359                 if (page)
1360                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1361         }
1362
1363         if (kmemcheck_enabled && page
1364                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1365                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1366
1367                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1368
1369                 /*
1370                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1371                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1372                  */
1373                 if (s->ctor)
1374                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1375                 else
1376                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1377         }
1378
1379         if (flags & __GFP_WAIT)
1380                 local_irq_disable();
1381         if (!page)
1382                 return NULL;
1383
1384         page->objects = oo_objects(oo);
1385         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1386                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1387                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1388                 1 << oo_order(oo));
1389
1390         return page;
1391 }
1392
1393 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1394                                 void *object)
1395 {
1396         setup_object_debug(s, page, object);
1397         if (unlikely(s->ctor))
1398                 s->ctor(object);
1399 }
1400
1401 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1402 {
1403         struct page *page;
1404         void *start;
1405         void *last;
1406         void *p;
1407         int order;
1408
1409         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1410
1411         page = allocate_slab(s,
1412                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1413         if (!page)
1414                 goto out;
1415
1416         order = compound_order(page);
1417         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1418         memcg_bind_pages(s, order);
1419         page->slab_cache = s;
1420         __SetPageSlab(page);
1421         if (page->pfmemalloc)
1422                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1423
1424         start = page_address(page);
1425
1426         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1427                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1428
1429         last = start;
1430         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1431                 setup_object(s, page, last);
1432                 set_freepointer(s, last, p);
1433                 last = p;
1434         }
1435         setup_object(s, page, last);
1436         set_freepointer(s, last, NULL);
1437
1438         page->freelist = start;
1439         page->inuse = page->objects;
1440         page->frozen = 1;
1441 out:
1442         return page;
1443 }
1444
1445 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1446 {
1447         int order = compound_order(page);
1448         int pages = 1 << order;
1449
1450         if (kmem_cache_debug(s)) {
1451                 void *p;
1452
1453                 slab_pad_check(s, page);
1454                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1455                                                 page->objects)
1456                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1457         }
1458
1459         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1460
1461         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1462                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1463                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1464                 -pages);
1465
1466         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1467         __ClearPageSlab(page);
1468
1469         memcg_release_pages(s, order);
1470         page_mapcount_reset(page);
1471         if (current->reclaim_state)
1472                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1473         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1474 }
1475
1476 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1477         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1478
1479 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1480 {
1481         struct page *page;
1482
1483         if (need_reserve_slab_rcu)
1484                 page = virt_to_head_page(h);
1485         else
1486                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1487
1488         __free_slab(page->slab_cache, page);
1489 }
1490
1491 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1492 {
1493         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1494                 struct rcu_head *head;
1495
1496                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1497                         int order = compound_order(page);
1498                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1499
1500                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1501                         head = page_address(page) + offset;
1502                 } else {
1503                         /*
1504                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1505                          */
1506                         head = (void *)&page->lru;
1507                 }
1508
1509                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1510         } else
1511                 __free_slab(s, page);
1512 }
1513
1514 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1515 {
1516         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1517         free_slab(s, page);
1518 }
1519
1520 /*
1521  * Management of partially allocated slabs.
1522  *
1523  * list_lock must be held.
1524  */
1525 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1526                                 struct page *page, int tail)
1527 {
1528         n->nr_partial++;
1529         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1530                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1531         else
1532                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1533 }
1534
1535 /*
1536  * list_lock must be held.
1537  */
1538 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1539                                         struct page *page)
1540 {
1541         list_del(&page->lru);
1542         n->nr_partial--;
1543 }
1544
1545 /*
1546  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1547  * return the pointer to the freelist.
1548  *
1549  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1550  *
1551  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1552  */
1553 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1554                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1555                 int mode, int *objects)
1556 {
1557         void *freelist;
1558         unsigned long counters;
1559         struct page new;
1560
1561         /*
1562          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1563          * The old freelist is the list of objects for the
1564          * per cpu allocation list.
1565          */
1566         freelist = page->freelist;
1567         counters = page->counters;
1568         new.counters = counters;
1569         *objects = new.objects - new.inuse;
1570         if (mode) {
1571                 new.inuse = page->objects;
1572                 new.freelist = NULL;
1573         } else {
1574                 new.freelist = freelist;
1575         }
1576
1577         VM_BUG_ON(new.frozen);
1578         new.frozen = 1;
1579
1580         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1581                         freelist, counters,
1582                         new.freelist, new.counters,
1583                         "acquire_slab"))
1584                 return NULL;
1585
1586         remove_partial(n, page);
1587         WARN_ON(!freelist);
1588         return freelist;
1589 }
1590
1591 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1592 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1593
1594 /*
1595  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1596  */
1597 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1598                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1599 {
1600         struct page *page, *page2;
1601         void *object = NULL;
1602         int available = 0;
1603         int objects;
1604
1605         /*
1606          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1607          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1608          * partial slab and there is none available then get_partials()
1609          * will return NULL.
1610          */
1611         if (!n || !n->nr_partial)
1612                 return NULL;
1613
1614         spin_lock(&n->list_lock);
1615         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1616                 void *t;
1617
1618                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1619                         continue;
1620
1621                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1622                 if (!t)
1623                         break;
1624
1625                 available += objects;
1626                 if (!object) {
1627                         c->page = page;
1628                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1629                         object = t;
1630                 } else {
1631                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1632                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1633                 }
1634                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1635                         || available > s->cpu_partial / 2)
1636                         break;
1637
1638         }
1639         spin_unlock(&n->list_lock);
1640         return object;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1645  */
1646 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1647                 struct kmem_cache_cpu *c)
1648 {
1649 #ifdef CONFIG_NUMA
1650         struct zonelist *zonelist;
1651         struct zoneref *z;
1652         struct zone *zone;
1653         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1654         void *object;
1655         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1656
1657         /*
1658          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1659          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1660          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1661          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1662          *
1663          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1664          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1665          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1666          * from other nodes and filled up.
1667          *
1668          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1669          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1670          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1671          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1672          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1673          * with available objects.
1674          */
1675         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1676                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1677                 return NULL;
1678
1679         do {
1680                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1681                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1682                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1683                         struct kmem_cache_node *n;
1684
1685                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1686
1687                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1688                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1689                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1690                                 if (object) {
1691                                         /*
1692                                          * Return the object even if
1693                                          * put_mems_allowed indicated that
1694                                          * the cpuset mems_allowed was
1695                                          * updated in parallel. It's a
1696                                          * harmless race between the alloc
1697                                          * and the cpuset update.
1698                                          */
1699                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1700                                         return object;
1701                                 }
1702                         }
1703                 }
1704         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1705 #endif
1706         return NULL;
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Get a partial page, lock it and return it.
1711  */
1712 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1713                 struct kmem_cache_cpu *c)
1714 {
1715         void *object;
1716         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1717
1718         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1719         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1720                 return object;
1721
1722         return get_any_partial(s, flags, c);
1723 }
1724
1725 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1726 /*
1727  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1728  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1729  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1730  */
1731 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1732 #else
1733 /*
1734  * No preemption supported therefore also no need to check for
1735  * different cpus.
1736  */
1737 #define TID_STEP 1
1738 #endif
1739
1740 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1741 {
1742         return tid + TID_STEP;
1743 }
1744
1745 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1746 {
1747         return tid % TID_STEP;
1748 }
1749
1750 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1751 {
1752         return tid / TID_STEP;
1753 }
1754
1755 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1756 {
1757         return cpu;
1758 }
1759
1760 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1761                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1762 {
1763 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1764         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1765
1766         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1767
1768 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1769         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1770                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1771                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1772         else
1773 #endif
1774         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1775                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1776                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1777         else
1778                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1779                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1780 #endif
1781         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1782 }
1783
1784 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1785 {
1786         int cpu;
1787
1788         for_each_possible_cpu(cpu)
1789                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Remove the cpu slab
1794  */
1795 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1796                                 void *freelist)
1797 {
1798         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1799         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1800         int lock = 0;
1801         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1802         void *nextfree;
1803         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1804         struct page new;
1805         struct page old;
1806
1807         if (page->freelist) {
1808                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1809                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1810         }
1811
1812         /*
1813          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1814          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1815          * last one.
1816          *
1817          * There is no need to take the list->lock because the page
1818          * is still frozen.
1819          */
1820         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1821                 void *prior;
1822                 unsigned long counters;
1823
1824                 do {
1825                         prior = page->freelist;
1826                         counters = page->counters;
1827                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1828                         new.counters = counters;
1829                         new.inuse--;
1830                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1831
1832                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1833                         prior, counters,
1834                         freelist, new.counters,
1835                         "drain percpu freelist"));
1836
1837                 freelist = nextfree;
1838         }
1839
1840         /*
1841          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1842          * list presence reflects the actual number of objects
1843          * during unfreeze.
1844          *
1845          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1846          * with the count. If there is a mismatch then the page
1847          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1848          *
1849          * Then we restart the process which may have to remove
1850          * the page from the list that we just put it on again
1851          * because the number of objects in the slab may have
1852          * changed.
1853          */
1854 redo:
1855
1856         old.freelist = page->freelist;
1857         old.counters = page->counters;
1858         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1859
1860         /* Determine target state of the slab */
1861         new.counters = old.counters;
1862         if (freelist) {
1863                 new.inuse--;
1864                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1865                 new.freelist = freelist;
1866         } else
1867                 new.freelist = old.freelist;
1868
1869         new.frozen = 0;
1870
1871         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1872                 m = M_FREE;
1873         else if (new.freelist) {
1874                 m = M_PARTIAL;
1875                 if (!lock) {
1876                         lock = 1;
1877                         /*
1878                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1879                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1880                          * is frozen
1881                          */
1882                         spin_lock(&n->list_lock);
1883                 }
1884         } else {
1885                 m = M_FULL;
1886                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1887                         lock = 1;
1888                         /*
1889                          * This also ensures that the scanning of full
1890                          * slabs from diagnostic functions will not see
1891                          * any frozen slabs.
1892                          */
1893                         spin_lock(&n->list_lock);
1894                 }
1895         }
1896
1897         if (l != m) {
1898
1899                 if (l == M_PARTIAL)
1900
1901                         remove_partial(n, page);
1902
1903                 else if (l == M_FULL)
1904
1905                         remove_full(s, page);
1906
1907                 if (m == M_PARTIAL) {
1908
1909                         add_partial(n, page, tail);
1910                         stat(s, tail);
1911
1912                 } else if (m == M_FULL) {
1913
1914                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1915                         add_full(s, n, page);
1916
1917                 }
1918         }
1919
1920         l = m;
1921         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1922                                 old.freelist, old.counters,
1923                                 new.freelist, new.counters,
1924                                 "unfreezing slab"))
1925                 goto redo;
1926
1927         if (lock)
1928                 spin_unlock(&n->list_lock);
1929
1930         if (m == M_FREE) {
1931                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1932                 discard_slab(s, page);
1933                 stat(s, FREE_SLAB);
1934         }
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1939  *
1940  * This function must be called with interrupts disabled
1941  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1942  * to guarantee no concurrent accesses).
1943  */
1944 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1945                 struct kmem_cache_cpu *c)
1946 {
1947 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1948         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1949         struct page *page, *discard_page = NULL;
1950
1951         while ((page = c->partial)) {
1952                 struct page new;
1953                 struct page old;
1954
1955                 c->partial = page->next;
1956
1957                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1958                 if (n != n2) {
1959                         if (n)
1960                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1961
1962                         n = n2;
1963                         spin_lock(&n->list_lock);
1964                 }
1965
1966                 do {
1967
1968                         old.freelist = page->freelist;
1969                         old.counters = page->counters;
1970                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1971
1972                         new.counters = old.counters;
1973                         new.freelist = old.freelist;
1974
1975                         new.frozen = 0;
1976
1977                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1978                                 old.freelist, old.counters,
1979                                 new.freelist, new.counters,
1980                                 "unfreezing slab"));
1981
1982                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1983                         page->next = discard_page;
1984                         discard_page = page;
1985                 } else {
1986                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1987                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1988                 }
1989         }
1990
1991         if (n)
1992                 spin_unlock(&n->list_lock);
1993
1994         while (discard_page) {
1995                 page = discard_page;
1996                 discard_page = discard_page->next;
1997
1998                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1999                 discard_slab(s, page);
2000                 stat(s, FREE_SLAB);
2001         }
2002 #endif
2003 }
2004
2005 /*
2006  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2007  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2008  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2009  * onto a random cpus partial slot.
2010  *
2011  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2012  * per node partial list.
2013  */
2014 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2015 {
2016 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2017         struct page *oldpage;
2018         int pages;
2019         int pobjects;
2020
2021         do {
2022                 pages = 0;
2023                 pobjects = 0;
2024                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2025
2026                 if (oldpage) {
2027                         pobjects = oldpage->pobjects;
2028                         pages = oldpage->pages;
2029                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2030                                 unsigned long flags;
2031                                 /*
2032                                  * partial array is full. Move the existing
2033                                  * set to the per node partial list.
2034                                  */
2035                                 local_irq_save(flags);
2036                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2037                                 local_irq_restore(flags);
2038                                 oldpage = NULL;
2039                                 pobjects = 0;
2040                                 pages = 0;
2041                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2042                         }
2043                 }
2044
2045                 pages++;
2046                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2047
2048                 page->pages = pages;
2049                 page->pobjects = pobjects;
2050                 page->next = oldpage;
2051
2052         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2053                                                                 != oldpage);
2054 #endif
2055 }
2056
2057 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2058 {
2059         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2060         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2061
2062         c->tid = next_tid(c->tid);
2063         c->page = NULL;
2064         c->freelist = NULL;
2065 }
2066
2067 /*
2068  * Flush cpu slab.
2069  *
2070  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2071  */
2072 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2073 {
2074         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2075
2076         if (likely(c)) {
2077                 if (c->page)
2078                         flush_slab(s, c);
2079
2080                 unfreeze_partials(s, c);
2081         }
2082 }
2083
2084 static void flush_cpu_slab(void *d)
2085 {
2086         struct kmem_cache *s = d;
2087
2088         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2089 }
2090
2091 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2092 {
2093         struct kmem_cache *s = info;
2094         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2095
2096         return c->page || c->partial;
2097 }
2098
2099 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2100 {
2101         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2102 }
2103
2104 /*
2105  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2106  * locality expectations.
2107  */
2108 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2109 {
2110 #ifdef CONFIG_NUMA
2111         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2112                 return 0;
2113 #endif
2114         return 1;
2115 }
2116
2117 static int count_free(struct page *page)
2118 {
2119         return page->objects - page->inuse;
2120 }
2121
2122 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2123                                         int (*get_count)(struct page *))
2124 {
2125         unsigned long flags;
2126         unsigned long x = 0;
2127         struct page *page;
2128
2129         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2130         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2131                 x += get_count(page);
2132         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2133         return x;
2134 }
2135
2136 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2137 {
2138 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2139         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2140 #else
2141         return 0;
2142 #endif
2143 }
2144
2145 static noinline void
2146 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2147 {
2148         int node;
2149
2150         printk(KERN_WARNING
2151                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2152                 nid, gfpflags);
2153         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2154                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2155                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2156
2157         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2158                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2159                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2160
2161         for_each_online_node(node) {
2162                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2163                 unsigned long nr_slabs;
2164                 unsigned long nr_objs;
2165                 unsigned long nr_free;
2166
2167                 if (!n)
2168                         continue;
2169
2170                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2171                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2172                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2173
2174                 printk(KERN_WARNING
2175                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2176                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2177         }
2178 }
2179
2180 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2181                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2182 {
2183         void *freelist;
2184         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2185         struct page *page;
2186
2187         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2188
2189         if (freelist)
2190                 return freelist;
2191
2192         page = new_slab(s, flags, node);
2193         if (page) {
2194                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2195                 if (c->page)
2196                         flush_slab(s, c);
2197
2198                 /*
2199                  * No other reference to the page yet so we can
2200                  * muck around with it freely without cmpxchg
2201                  */
2202                 freelist = page->freelist;
2203                 page->freelist = NULL;
2204
2205                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2206                 c->page = page;
2207                 *pc = c;
2208         } else
2209                 freelist = NULL;
2210
2211         return freelist;
2212 }
2213
2214 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2215 {
2216         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2217                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2218
2219         return true;
2220 }
2221
2222 /*
2223  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2224  * per cpu freelist or deactivate the page.
2225  *
2226  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2227  *
2228  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2229  *
2230  * This function must be called with interrupt disabled.
2231  */
2232 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2233 {
2234         struct page new;
2235         unsigned long counters;
2236         void *freelist;
2237
2238         do {
2239                 freelist = page->freelist;
2240                 counters = page->counters;
2241
2242                 new.counters = counters;
2243                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2244
2245                 new.inuse = page->objects;
2246                 new.frozen = freelist != NULL;
2247
2248         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2249                 freelist, counters,
2250                 NULL, new.counters,
2251                 "get_freelist"));
2252
2253         return freelist;
2254 }
2255
2256 /*
2257  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2258  * debugging duties.
2259  *
2260  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2261  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2262  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2263  *
2264  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2265  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2266  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2267  *
2268  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2269  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2270  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2271  */
2272 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2273                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2274 {
2275         void *freelist;
2276         struct page *page;
2277         unsigned long flags;
2278
2279         local_irq_save(flags);
2280 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2281         /*
2282          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2283          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2284          * pointer.
2285          */
2286         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2287 #endif
2288
2289         page = c->page;
2290         if (!page)
2291                 goto new_slab;
2292 redo:
2293
2294         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2295                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2296                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2297                 c->page = NULL;
2298                 c->freelist = NULL;
2299                 goto new_slab;
2300         }
2301
2302         /*
2303          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2304          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2305          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2306          */
2307         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2308                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2309                 c->page = NULL;
2310                 c->freelist = NULL;
2311                 goto new_slab;
2312         }
2313
2314         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2315         freelist = c->freelist;
2316         if (freelist)
2317                 goto load_freelist;
2318
2319         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2320
2321         freelist = get_freelist(s, page);
2322
2323         if (!freelist) {
2324                 c->page = NULL;
2325                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2326                 goto new_slab;
2327         }
2328
2329         stat(s, ALLOC_REFILL);
2330
2331 load_freelist:
2332         /*
2333          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2334          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2335          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2336          */
2337         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2338         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2339         c->tid = next_tid(c->tid);
2340         local_irq_restore(flags);
2341         return freelist;
2342
2343 new_slab:
2344
2345         if (c->partial) {
2346                 page = c->page = c->partial;
2347                 c->partial = page->next;
2348                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2349                 c->freelist = NULL;
2350                 goto redo;
2351         }
2352
2353         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2354
2355         if (unlikely(!freelist)) {
2356                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2357                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2358
2359                 local_irq_restore(flags);
2360                 return NULL;
2361         }
2362
2363         page = c->page;
2364         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2365                 goto load_freelist;
2366
2367         /* Only entered in the debug case */
2368         if (kmem_cache_debug(s) &&
2369                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2370                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2371
2372         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2373         c->page = NULL;
2374         c->freelist = NULL;
2375         local_irq_restore(flags);
2376         return freelist;
2377 }
2378
2379 /*
2380  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2381  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2382  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2383  *
2384  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2385  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2386  *
2387  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2388  */
2389 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2390                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2391 {
2392         void **object;
2393         struct kmem_cache_cpu *c;
2394         struct page *page;
2395         unsigned long tid;
2396
2397         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2398                 return NULL;
2399
2400         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2401 redo:
2402         /*
2403          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2404          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2405          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2406          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2407          *
2408          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2409          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2410          * on a different processor between the determination of the pointer
2411          * and the retrieval of the tid.
2412          */
2413         preempt_disable();
2414         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2415
2416         /*
2417          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2418          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2419          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2420          * linked list in between.
2421          */
2422         tid = c->tid;
2423         preempt_enable();
2424
2425         object = c->freelist;
2426         page = c->page;
2427         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2428                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2429
2430         else {
2431                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2432
2433                 /*
2434                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2435                  * operation and if we are on the right processor.
2436                  *
2437                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2438                  * semantics!)
2439                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2440                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2441                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2442                  *
2443                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2444                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2445                  * other cpus.
2446                  */
2447                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2448                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2449                                 object, tid,
2450                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2451
2452                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2453                         goto redo;
2454                 }
2455                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2456                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2457         }
2458
2459         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2460                 memset(object, 0, s->object_size);
2461
2462         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2463
2464         return object;
2465 }
2466
2467 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2468                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2469 {
2470         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2471 }
2472
2473 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2474 {
2475         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2476
2477         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2478                                 s->size, gfpflags);
2479
2480         return ret;
2481 }
2482 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2483
2484 #ifdef CONFIG_TRACING
2485 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2486 {
2487         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2488         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2489         return ret;
2490 }
2491 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2492 #endif
2493
2494 #ifdef CONFIG_NUMA
2495 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2496 {
2497         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2498
2499         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2500                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2501
2502         return ret;
2503 }
2504 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2505
2506 #ifdef CONFIG_TRACING
2507 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2508                                     gfp_t gfpflags,
2509                                     int node, size_t size)
2510 {
2511         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2512
2513         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2514                            size, s->size, gfpflags, node);
2515         return ret;
2516 }
2517 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2518 #endif
2519 #endif
2520
2521 /*
2522  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2523  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2524  *
2525  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2526  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2527  * handling required then we can return immediately.
2528  */
2529 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2530                         void *x, unsigned long addr)
2531 {
2532         void *prior;
2533         void **object = (void *)x;
2534         int was_frozen;
2535         struct page new;
2536         unsigned long counters;
2537         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2538         unsigned long uninitialized_var(flags);
2539
2540         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2541
2542         if (kmem_cache_debug(s) &&
2543                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2544                 return;
2545
2546         do {
2547                 if (unlikely(n)) {
2548                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2549                         n = NULL;
2550                 }
2551                 prior = page->freelist;
2552                 counters = page->counters;
2553                 set_freepointer(s, object, prior);
2554                 new.counters = counters;
2555                 was_frozen = new.frozen;
2556                 new.inuse--;
2557                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2558
2559                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior)
2560
2561                                 /*
2562                                  * Slab was on no list before and will be
2563                                  * partially empty
2564                                  * We can defer the list move and instead
2565                                  * freeze it.
2566                                  */
2567                                 new.frozen = 1;
2568
2569                         else { /* Needs to be taken off a list */
2570
2571                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2572                                 /*
2573                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2574                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2575                                  * drop the list_lock without any processing.
2576                                  *
2577                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2578                                  * other processors updating the list of slabs.
2579                                  */
2580                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2581
2582                         }
2583                 }
2584
2585         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2586                 prior, counters,
2587                 object, new.counters,
2588                 "__slab_free"));
2589
2590         if (likely(!n)) {
2591
2592                 /*
2593                  * If we just froze the page then put it onto the
2594                  * per cpu partial list.
2595                  */
2596                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2597                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2598                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2599                 }
2600                 /*
2601                  * The list lock was not taken therefore no list
2602                  * activity can be necessary.
2603                  */
2604                 if (was_frozen)
2605                         stat(s, FREE_FROZEN);
2606                 return;
2607         }
2608
2609         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2610                 goto slab_empty;
2611
2612         /*
2613          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2614          * then add it.
2615          */
2616         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2617                 if (kmem_cache_debug(s))
2618                         remove_full(s, page);
2619                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2620                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2621         }
2622         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2623         return;
2624
2625 slab_empty:
2626         if (prior) {
2627                 /*
2628                  * Slab on the partial list.
2629                  */
2630                 remove_partial(n, page);
2631                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2632         } else
2633                 /* Slab must be on the full list */
2634                 remove_full(s, page);
2635
2636         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2637         stat(s, FREE_SLAB);
2638         discard_slab(s, page);
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2643  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2644  *
2645  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2646  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2647  * the item before.
2648  *
2649  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2650  * with all sorts of special processing.
2651  */
2652 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2653                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2654 {
2655         void **object = (void *)x;
2656         struct kmem_cache_cpu *c;
2657         unsigned long tid;
2658
2659         slab_free_hook(s, x);
2660
2661 redo:
2662         /*
2663          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2664          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2665          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2666          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2667          */
2668         preempt_disable();
2669         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2670
2671         tid = c->tid;
2672         preempt_enable();
2673
2674         if (likely(page == c->page)) {
2675                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2676
2677                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2678                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2679                                 c->freelist, tid,
2680                                 object, next_tid(tid)))) {
2681
2682                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2683                         goto redo;
2684                 }
2685                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2686         } else
2687                 __slab_free(s, page, x, addr);
2688
2689 }
2690
2691 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2692 {
2693         s = cache_from_obj(s, x);
2694         if (!s)
2695                 return;
2696         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2697         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2698 }
2699 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2700
2701 /*
2702  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2703  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2704  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2705  * another.
2706  *
2707  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2708  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2709  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2710  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2711  * locking overhead.
2712  */
2713
2714 /*
2715  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2716  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2717  * and increases the number of allocations possible without having to
2718  * take the list_lock.
2719  */
2720 static int slub_min_order;
2721 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2722 static int slub_min_objects;
2723
2724 /*
2725  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2726  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2727  */
2728 static int slub_nomerge;
2729
2730 /*
2731  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2732  *
2733  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2734  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2735  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2736  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2737  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2738  * would be wasted.
2739  *
2740  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2741  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2742  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2743  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2744  *
2745  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2746  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2747  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2748  * of space in favor of a small page order.
2749  *
2750  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2751  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2752  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2753  * the smallest order which will fit the object.
2754  */
2755 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2756                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2757 {
2758         int order;
2759         int rem;
2760         int min_order = slub_min_order;
2761
2762         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2763                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2764
2765         for (order = max(min_order,
2766                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2767                         order <= max_order; order++) {
2768
2769                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2770
2771                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2772                         continue;
2773
2774                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2775
2776                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2777                         break;
2778
2779         }
2780
2781         return order;
2782 }
2783
2784 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2785 {
2786         int order;
2787         int min_objects;
2788         int fraction;
2789         int max_objects;
2790
2791         /*
2792          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2793          * works by first attempting to generate a layout with
2794          * the best configuration and backing off gradually.
2795          *
2796          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2797          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2798          */
2799         min_objects = slub_min_objects;
2800         if (!min_objects)
2801                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2802         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2803         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2804
2805         while (min_objects > 1) {
2806                 fraction = 16;
2807                 while (fraction >= 4) {
2808                         order = slab_order(size, min_objects,
2809                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2810                         if (order <= slub_max_order)
2811                                 return order;
2812                         fraction /= 2;
2813                 }
2814                 min_objects--;
2815         }
2816
2817         /*
2818          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2819          * lets see if we can place a single object there.
2820          */
2821         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2822         if (order <= slub_max_order)
2823                 return order;
2824
2825         /*
2826          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2827          */
2828         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2829         if (order < MAX_ORDER)
2830                 return order;
2831         return -ENOSYS;
2832 }
2833
2834 static void
2835 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2836 {
2837         n->nr_partial = 0;
2838         spin_lock_init(&n->list_lock);
2839         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2840 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2841         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2842         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2843         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2844 #endif
2845 }
2846
2847 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2848 {
2849         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2850                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2851
2852         /*
2853          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2854          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2855          */
2856         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2857                                      2 * sizeof(void *));
2858
2859         if (!s->cpu_slab)
2860                 return 0;
2861
2862         init_kmem_cache_cpus(s);
2863
2864         return 1;
2865 }
2866
2867 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2868
2869 /*
2870  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2871  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2872  * possible.
2873  *
2874  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2875  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2876  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2877  */
2878 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2879 {
2880         struct page *page;
2881         struct kmem_cache_node *n;
2882
2883         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2884
2885         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2886
2887         BUG_ON(!page);
2888         if (page_to_nid(page) != node) {
2889                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2890                                 "node %d\n", node);
2891                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2892                                 "in order to be able to continue\n");
2893         }
2894
2895         n = page->freelist;
2896         BUG_ON(!n);
2897         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2898         page->inuse = 1;
2899         page->frozen = 0;
2900         kmem_cache_node->node[node] = n;
2901 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2902         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2903         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2904 #endif
2905         init_kmem_cache_node(n);
2906         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2907
2908         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2909 }
2910
2911 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2912 {
2913         int node;
2914
2915         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2916                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2917
2918                 if (n)
2919                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2920
2921                 s->node[node] = NULL;
2922         }
2923 }
2924
2925 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2926 {
2927         int node;
2928
2929         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2930                 struct kmem_cache_node *n;
2931
2932                 if (slab_state == DOWN) {
2933                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2934                         continue;
2935                 }
2936                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2937                                                 GFP_KERNEL, node);
2938
2939                 if (!n) {
2940                         free_kmem_cache_nodes(s);
2941                         return 0;
2942                 }
2943
2944                 s->node[node] = n;
2945                 init_kmem_cache_node(n);
2946         }
2947         return 1;
2948 }
2949
2950 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2951 {
2952         if (min < MIN_PARTIAL)
2953                 min = MIN_PARTIAL;
2954         else if (min > MAX_PARTIAL)
2955                 min = MAX_PARTIAL;
2956         s->min_partial = min;
2957 }
2958
2959 /*
2960  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2961  * a slab object.
2962  */
2963 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2964 {
2965         unsigned long flags = s->flags;
2966         unsigned long size = s->object_size;
2967         int order;
2968
2969         /*
2970          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2971          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2972          * the possible location of the free pointer.
2973          */
2974         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2975
2976 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2977         /*
2978          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2979          * the slab may touch the object after free or before allocation
2980          * then we should never poison the object itself.
2981          */
2982         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2983                         !s->ctor)
2984                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2985         else
2986                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2987
2988
2989         /*
2990          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2991          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2992          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2993          */
2994         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2995                 size += sizeof(void *);
2996 #endif
2997
2998         /*
2999          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3000          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3001          */
3002         s->inuse = size;
3003
3004         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3005                 s->ctor)) {
3006                 /*
3007                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3008                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3009                  * kmem_cache_free.
3010                  *
3011                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3012                  * destructor or are poisoning the objects.
3013                  */
3014                 s->offset = size;
3015                 size += sizeof(void *);
3016         }
3017
3018 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3019         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3020                 /*
3021                  * Need to store information about allocs and frees after
3022                  * the object.
3023                  */
3024                 size += 2 * sizeof(struct track);
3025
3026         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3027                 /*
3028                  * Add some empty padding so that we can catch
3029                  * overwrites from earlier objects rather than let
3030                  * tracking information or the free pointer be
3031                  * corrupted if a user writes before the start
3032                  * of the object.
3033                  */
3034                 size += sizeof(void *);
3035 #endif
3036
3037         /*
3038          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3039          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3040          * each object to conform to the alignment.
3041          */
3042         size = ALIGN(size, s->align);
3043         s->size = size;
3044         if (forced_order >= 0)
3045                 order = forced_order;
3046         else
3047                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3048
3049         if (order < 0)
3050                 return 0;
3051
3052         s->allocflags = 0;
3053         if (order)
3054                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3055
3056         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3057                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3058
3059         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3060                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3061
3062         /*
3063          * Determine the number of objects per slab
3064          */
3065         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3066         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3067         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3068                 s->max = s->oo;
3069
3070         return !!oo_objects(s->oo);
3071 }
3072
3073 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3074 {
3075         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3076         s->reserved = 0;
3077
3078         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3079                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3080
3081         if (!calculate_sizes(s, -1))
3082                 goto error;
3083         if (disable_higher_order_debug) {
3084                 /*
3085                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3086                  * order increased.
3087                  */
3088                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3089                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3090                         s->offset = 0;
3091                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3092                                 goto error;
3093                 }
3094         }
3095
3096 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3097     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3098         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3099                 /* Enable fast mode */
3100                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3101 #endif
3102
3103         /*
3104          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3105          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3106          */
3107         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3108
3109         /*
3110          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3111          * per cpu partial lists of a processor.
3112          *
3113          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3114          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3115          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3116          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3117          *
3118          * This setting also determines
3119          *
3120          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3121          *    per node list when we reach the limit.
3122          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3123          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3124          *    50% to keep some capacity around for frees.
3125          */
3126         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3127                 s->cpu_partial = 0;
3128         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3129                 s->cpu_partial = 2;
3130         else if (s->size >= 1024)
3131                 s->cpu_partial = 6;
3132         else if (s->size >= 256)
3133                 s->cpu_partial = 13;
3134         else
3135                 s->cpu_partial = 30;
3136
3137 #ifdef CONFIG_NUMA
3138         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3139 #endif
3140         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3141                 goto error;
3142
3143         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3144                 return 0;
3145
3146         free_kmem_cache_nodes(s);
3147 error:
3148         if (flags & SLAB_PANIC)
3149                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3150                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3151                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3152                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3153         return -EINVAL;
3154 }
3155
3156 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3157                                                         const char *text)
3158 {
3159 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3160         void *addr = page_address(page);
3161         void *p;
3162         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3163                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3164         if (!map)
3165                 return;
3166         slab_err(s, page, text, s->name);
3167         slab_lock(page);
3168
3169         get_map(s, page, map);
3170         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3171
3172                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3173                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3174                                                         p, p - addr);
3175                         print_tracking(s, p);
3176                 }
3177         }
3178         slab_unlock(page);
3179         kfree(map);
3180 #endif
3181 }
3182
3183 /*
3184  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3185  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3186  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3187  */
3188 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3189 {
3190         struct page *page, *h;
3191
3192         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3193                 if (!page->inuse) {
3194                         remove_partial(n, page);
3195                         discard_slab(s, page);
3196                 } else {
3197                         list_slab_objects(s, page,
3198                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3199                 }
3200         }
3201 }
3202
3203 /*
3204  * Release all resources used by a slab cache.
3205  */
3206 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3207 {
3208         int node;
3209
3210         flush_all(s);
3211         /* Attempt to free all objects */
3212         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3213                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3214
3215                 free_partial(s, n);
3216                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3217                         return 1;
3218         }
3219         free_percpu(s->cpu_slab);
3220         free_kmem_cache_nodes(s);
3221         return 0;
3222 }
3223
3224 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3225 {
3226         int rc = kmem_cache_close(s);
3227
3228         if (!rc) {
3229                 /*
3230                  * We do the same lock strategy around sysfs_slab_add, see
3231                  * __kmem_cache_create. Because this is pretty much the last
3232                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3233                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3234                  * to a later point in common code. We should do that when we
3235                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3236                  */
3237                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3238                 sysfs_slab_remove(s);
3239                 mutex_lock(&slab_mutex);
3240         }
3241
3242         return rc;
3243 }
3244
3245 /********************************************************************
3246  *              Kmalloc subsystem
3247  *******************************************************************/
3248
3249 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3250 {
3251         get_option(&str, &slub_min_order);
3252
3253         return 1;
3254 }
3255
3256 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3257
3258 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3259 {
3260         get_option(&str, &slub_max_order);
3261         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3262
3263         return 1;
3264 }
3265
3266 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3267
3268 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3269 {
3270         get_option(&str, &slub_min_objects);
3271
3272         return 1;
3273 }
3274
3275 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3276
3277 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3278 {
3279         slub_nomerge = 1;
3280         return 1;
3281 }
3282
3283 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3284
3285 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3286 {
3287         struct kmem_cache *s;
3288         void *ret;
3289
3290         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3291                 return kmalloc_large(size, flags);
3292
3293         s = kmalloc_slab(size, flags);
3294
3295         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3296                 return s;
3297
3298         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3299
3300         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3301
3302         return ret;
3303 }
3304 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3305
3306 #ifdef CONFIG_NUMA
3307 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3308 {
3309         struct page *page;
3310         void *ptr = NULL;
3311
3312         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3313         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3314         if (page)
3315                 ptr = page_address(page);
3316
3317         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3318         return ptr;
3319 }
3320
3321 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3322 {
3323         struct kmem_cache *s;
3324         void *ret;
3325
3326         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3327                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3328
3329                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3330                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3331                                    flags, node);
3332
3333                 return ret;
3334         }
3335
3336         s = kmalloc_slab(size, flags);
3337
3338         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3339                 return s;
3340
3341         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3342
3343         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3344
3345         return ret;
3346 }
3347 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3348 #endif
3349
3350 size_t ksize(const void *object)
3351 {
3352         struct page *page;
3353
3354         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3355                 return 0;
3356
3357         page = virt_to_head_page(object);
3358
3359         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3360                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3361                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3362         }
3363
3364         return slab_ksize(page->slab_cache);
3365 }
3366 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3367
3368 void kfree(const void *x)
3369 {
3370         struct page *page;
3371         void *object = (void *)x;
3372
3373         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3374
3375         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3376                 return;
3377
3378         page = virt_to_head_page(x);
3379         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3380                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3381                 kfree_hook(x);
3382                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3383                 return;
3384         }
3385         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3386 }
3387 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3388
3389 /*
3390  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3391  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3392  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3393  * and thus they can be removed from the partial lists.
3394  *
3395  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3396  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3397  * are freed in them.
3398  */
3399 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3400 {
3401         int node;
3402         int i;
3403         struct kmem_cache_node *n;
3404         struct page *page;
3405         struct page *t;
3406         int objects = oo_objects(s->max);
3407         struct list_head *slabs_by_inuse =
3408                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3409         unsigned long flags;
3410
3411         if (!slabs_by_inuse)
3412                 return -ENOMEM;
3413
3414         flush_all(s);
3415         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3416                 n = get_node(s, node);
3417
3418                 if (!n->nr_partial)
3419                         continue;
3420
3421                 for (i = 0; i < objects; i++)
3422                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3423
3424                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3425
3426                 /*
3427                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3428                  *
3429                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3430                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3431                  */
3432                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3433                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3434                         if (!page->inuse)
3435                                 n->nr_partial--;
3436                 }
3437
3438                 /*
3439                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3440                  * first and the least used slabs at the end.
3441                  */
3442                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3443                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3444
3445                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3446
3447                 /* Release empty slabs */
3448                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3449                         discard_slab(s, page);
3450         }
3451
3452         kfree(slabs_by_inuse);
3453         return 0;
3454 }
3455 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3456
3457 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3458 {
3459         struct kmem_cache *s;
3460
3461         mutex_lock(&slab_mutex);
3462         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3463                 kmem_cache_shrink(s);
3464         mutex_unlock(&slab_mutex);
3465
3466         return 0;
3467 }
3468
3469 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3470 {
3471         struct kmem_cache_node *n;
3472         struct kmem_cache *s;
3473         struct memory_notify *marg = arg;
3474         int offline_node;
3475
3476         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3477
3478         /*
3479          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3480          * for it yet.
3481          */
3482         if (offline_node < 0)
3483                 return;
3484
3485         mutex_lock(&slab_mutex);
3486         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3487                 n = get_node(s, offline_node);
3488                 if (n) {
3489                         /*
3490                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3491                          * that is going down. We were unable to free them,
3492                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3493                          * callback. So, we must fail.
3494                          */
3495                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3496
3497                         s->node[offline_node] = NULL;
3498                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3499                 }
3500         }
3501         mutex_unlock(&slab_mutex);
3502 }
3503
3504 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3505 {
3506         struct kmem_cache_node *n;
3507         struct kmem_cache *s;
3508         struct memory_notify *marg = arg;
3509         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3510         int ret = 0;
3511
3512         /*
3513          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3514          * already created. Nothing to do.
3515          */
3516         if (nid < 0)
3517                 return 0;
3518
3519         /*
3520          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3521          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3522          * online.
3523          */
3524         mutex_lock(&slab_mutex);
3525         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3526                 /*
3527                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3528                  *      since memory is not yet available from the node that
3529                  *      is brought up.
3530                  */
3531                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3532                 if (!n) {
3533                         ret = -ENOMEM;
3534                         goto out;
3535                 }
3536                 init_kmem_cache_node(n);
3537                 s->node[nid] = n;
3538         }
3539 out:
3540         mutex_unlock(&slab_mutex);
3541         return ret;
3542 }
3543
3544 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3545                                 unsigned long action, void *arg)
3546 {
3547         int ret = 0;
3548
3549         switch (action) {
3550         case MEM_GOING_ONLINE:
3551                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3552                 break;
3553         case MEM_GOING_OFFLINE:
3554                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3555                 break;
3556         case MEM_OFFLINE:
3557         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3558                 slab_mem_offline_callback(arg);
3559                 break;
3560         case MEM_ONLINE:
3561         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3562                 break;
3563         }
3564         if (ret)
3565                 ret = notifier_from_errno(ret);
3566         else
3567                 ret = NOTIFY_OK;
3568         return ret;
3569 }
3570
3571 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3572         .notifier_call = slab_memory_callback,
3573         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3574 };
3575
3576 /********************************************************************
3577  *                      Basic setup of slabs
3578  *******************************************************************/
3579
3580 /*
3581  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3582  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3583  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3584  */
3585
3586 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3587 {
3588         int node;
3589         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3590
3591         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3592
3593         /*
3594          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3595          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3596          * IPIs around.
3597          */
3598         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3599         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3600                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3601                 struct page *p;
3602
3603                 if (n) {
3604                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3605                                 p->slab_cache = s;
3606
3607 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3608                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3609                                 p->slab_cache = s;
3610 #endif
3611                 }
3612         }
3613         list_add(&s->list, &slab_caches);
3614         return s;
3615 }
3616
3617 void __init kmem_cache_init(void)
3618 {
3619         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3620                 boot_kmem_cache_node;
3621
3622         if (debug_guardpage_minorder())
3623                 slub_max_order = 0;
3624
3625         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3626         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3627
3628         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3629                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3630
3631         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3632
3633         /* Able to allocate the per node structures */
3634         slab_state = PARTIAL;
3635
3636         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3637                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3638                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3639                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3640
3641         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3642
3643         /*
3644          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3645          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3646          * update any list pointers.
3647          */
3648         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3649
3650         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3651         create_kmalloc_caches(0);
3652
3653 #ifdef CONFIG_SMP
3654         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3655 #endif
3656
3657         printk(KERN_INFO
3658                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3659                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3660                 cache_line_size(),
3661                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3662                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3663 }
3664
3665 void __init kmem_cache_init_late(void)
3666 {
3667 }
3668
3669 /*
3670  * Find a mergeable slab cache
3671  */
3672 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3673 {
3674         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3675                 return 1;
3676
3677         if (s->ctor)
3678                 return 1;
3679
3680         /*
3681          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3682          */
3683         if (s->refcount < 0)
3684                 return 1;
3685
3686         return 0;
3687 }
3688
3689 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3690                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3691                 void (*ctor)(void *))
3692 {
3693         struct kmem_cache *s;
3694
3695         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3696                 return NULL;
3697
3698         if (ctor)
3699                 return NULL;
3700
3701         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3702         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3703         size = ALIGN(size, align);
3704         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3705
3706         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3707                 if (slab_unmergeable(s))
3708                         continue;
3709
3710                 if (size > s->size)
3711                         continue;
3712
3713                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3714                                 continue;
3715                 /*
3716                  * Check if alignment is compatible.
3717                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3718                  */
3719                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3720                         continue;
3721
3722                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3723                         continue;
3724
3725                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3726                         continue;
3727
3728                 return s;
3729         }
3730         return NULL;
3731 }
3732
3733 struct kmem_cache *
3734 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3735                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3736 {
3737         struct kmem_cache *s;
3738
3739         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3740         if (s) {
3741                 s->refcount++;
3742                 /*
3743                  * Adjust the object sizes so that we clear
3744                  * the complete object on kzalloc.
3745                  */
3746                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3747                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3748
3749                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3750                         s->refcount--;
3751                         s = NULL;
3752                 }
3753         }
3754
3755         return s;
3756 }
3757
3758 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3759 {
3760         int err;
3761
3762         err = kmem_cache_open(s, flags);
3763         if (err)
3764                 return err;
3765
3766         /* Mutex is not taken during early boot */
3767         if (slab_state <= UP)
3768                 return 0;
3769
3770         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3771         mutex_unlock(&slab_mutex);
3772         err = sysfs_slab_add(s);
3773         mutex_lock(&slab_mutex);
3774
3775         if (err)
3776                 kmem_cache_close(s);
3777
3778         return err;
3779 }
3780
3781 #ifdef CONFIG_SMP
3782 /*
3783  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3784  * necessary.
3785  */
3786 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3787                 unsigned long action, void *hcpu)
3788 {
3789         long cpu = (long)hcpu;
3790         struct kmem_cache *s;
3791         unsigned long flags;
3792
3793         switch (action) {
3794         case CPU_UP_CANCELED:
3795         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3796         case CPU_DEAD:
3797         case CPU_DEAD_FROZEN:
3798                 mutex_lock(&slab_mutex);
3799                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3800                         local_irq_save(flags);
3801                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3802                         local_irq_restore(flags);
3803                 }
3804                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3805                 break;
3806         default:
3807                 break;
3808         }
3809         return NOTIFY_OK;
3810 }
3811
3812 static struct notifier_block slab_notifier = {
3813         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3814 };
3815
3816 #endif
3817
3818 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3819 {
3820         struct kmem_cache *s;
3821         void *ret;
3822
3823         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3824                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3825
3826         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3827
3828         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3829                 return s;
3830
3831         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3832
3833         /* Honor the call site pointer we received. */
3834         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3835
3836         return ret;
3837 }
3838
3839 #ifdef CONFIG_NUMA
3840 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3841                                         int node, unsigned long caller)
3842 {
3843         struct kmem_cache *s;
3844         void *ret;
3845
3846         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3847                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3848
3849                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3850                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3851                                    gfpflags, node);
3852
3853                 return ret;
3854         }
3855
3856         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3857
3858         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3859                 return s;
3860
3861         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3862
3863         /* Honor the call site pointer we received. */
3864         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3865
3866         return ret;
3867 }
3868 #endif
3869
3870 #ifdef CONFIG_SYSFS
3871 static int count_inuse(struct page *page)
3872 {
3873         return page->inuse;
3874 }
3875
3876 static int count_total(struct page *page)
3877 {
3878         return page->objects;
3879 }
3880 #endif
3881
3882 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3883 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3884                                                 unsigned long *map)
3885 {
3886         void *p;
3887         void *addr = page_address(page);
3888
3889         if (!check_slab(s, page) ||
3890                         !on_freelist(s, page, NULL))
3891                 return 0;
3892
3893         /* Now we know that a valid freelist exists */
3894         bitmap_zero(map, page->objects);
3895
3896         get_map(s, page, map);
3897         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3898                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3899                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3900                                 return 0;
3901         }
3902
3903         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3904                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3905                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3906                                 return 0;
3907         return 1;
3908 }
3909
3910 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3911                                                 unsigned long *map)
3912 {
3913         slab_lock(page);
3914         validate_slab(s, page, map);
3915         slab_unlock(page);
3916 }
3917
3918 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3919                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3920 {
3921         unsigned long count = 0;
3922         struct page *page;
3923         unsigned long flags;
3924
3925         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3926
3927         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3928                 validate_slab_slab(s, page, map);
3929                 count++;
3930         }
3931         if (count != n->nr_partial)
3932                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3933                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3934
3935         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3936                 goto out;
3937
3938         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3939                 validate_slab_slab(s, page, map);
3940                 count++;
3941         }
3942         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3943                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3944                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3945                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3946
3947 out:
3948         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3949         return count;
3950 }
3951
3952 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3953 {
3954         int node;
3955         unsigned long count = 0;
3956         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3957                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3958
3959         if (!map)
3960                 return -ENOMEM;
3961
3962         flush_all(s);
3963         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3964                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3965
3966                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3967         }
3968         kfree(map);
3969         return count;
3970 }
3971 /*
3972  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3973  * and freed.
3974  */
3975
3976 struct location {
3977         unsigned long count;
3978         unsigned long addr;
3979         long long sum_time;
3980         long min_time;
3981         long max_time;
3982         long min_pid;
3983         long max_pid;
3984         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3985         nodemask_t nodes;
3986 };
3987
3988 struct loc_track {
3989         unsigned long max;
3990         unsigned long count;
3991         struct location *loc;
3992 };
3993
3994 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3995 {
3996         if (t->max)
3997                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3998                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3999 }
4000
4001 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4002 {
4003         struct location *l;
4004         int order;
4005
4006         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4007
4008         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4009         if (!l)
4010                 return 0;
4011
4012         if (t->count) {
4013                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4014                 free_loc_track(t);
4015         }
4016         t->max = max;
4017         t->loc = l;
4018         return 1;
4019 }
4020
4021 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4022                                 const struct track *track)
4023 {
4024         long start, end, pos;
4025         struct location *l;
4026         unsigned long caddr;
4027         unsigned long age = jiffies - track->when;
4028
4029         start = -1;
4030         end = t->count;
4031
4032         for ( ; ; ) {
4033                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4034
4035                 /*
4036                  * There is nothing at "end". If we end up there
4037                  * we need to add something to before end.
4038                  */
4039                 if (pos == end)
4040                         break;
4041
4042                 caddr = t->loc[pos].addr;
4043                 if (track->addr == caddr) {
4044
4045                         l = &t->loc[pos];
4046                         l->count++;
4047                         if (track->when) {
4048                                 l->sum_time += age;
4049                                 if (age < l->min_time)
4050                                         l->min_time = age;
4051                                 if (age > l->max_time)
4052                                         l->max_time = age;
4053
4054                                 if (track->pid < l->min_pid)
4055                                         l->min_pid = track->pid;
4056                                 if (track->pid > l->max_pid)
4057                                         l->max_pid = track->pid;
4058
4059                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4060                                                 to_cpumask(l->cpus));
4061                         }
4062                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4063                         return 1;
4064                 }
4065
4066                 if (track->addr < caddr)
4067                         end = pos;
4068                 else
4069                         start = pos;
4070         }
4071
4072         /*
4073          * Not found. Insert new tracking element.
4074          */
4075         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4076                 return 0;
4077
4078         l = t->loc + pos;
4079         if (pos < t->count)
4080                 memmove(l + 1, l,
4081                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4082         t->count++;
4083         l->count = 1;
4084         l->addr = track->addr;
4085         l->sum_time = age;
4086         l->min_time = age;
4087         l->max_time = age;
4088         l->min_pid = track->pid;
4089         l->max_pid = track->pid;
4090         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4091         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4092         nodes_clear(l->nodes);
4093         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4094         return 1;
4095 }
4096
4097 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4098                 struct page *page, enum track_item alloc,
4099                 unsigned long *map)
4100 {
4101         void *addr = page_address(page);
4102         void *p;
4103
4104         bitmap_zero(map, page->objects);
4105         get_map(s, page, map);
4106
4107         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4108                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4109                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4110 }
4111
4112 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4113                                         enum track_item alloc)
4114 {
4115         int len = 0;
4116         unsigned long i;
4117         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4118         int node;
4119         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4120                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4121
4122         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4123                                      GFP_TEMPORARY)) {
4124                 kfree(map);
4125                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4126         }
4127         /* Push back cpu slabs */
4128         flush_all(s);
4129
4130         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4131                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4132                 unsigned long flags;
4133                 struct page *page;
4134
4135                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4136                         continue;
4137
4138                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4139                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4140                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4141                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4142                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4143                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4144         }
4145
4146         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4147                 struct location *l = &t.loc[i];
4148
4149                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4150                         break;
4151                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4152
4153                 if (l->addr)
4154                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4155                 else
4156                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4157
4158                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4159                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4160                                 l->min_time,
4161                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4162                                 l->max_time);
4163                 } else
4164                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4165                                 l->min_time);
4166
4167                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4168                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4169                                 l->min_pid, l->max_pid);
4170                 else
4171                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4172                                 l->min_pid);
4173
4174                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4175                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4176                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4177                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4178                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4179                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4180                                                  to_cpumask(l->cpus));
4181                 }
4182
4183                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4184                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4185                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4186                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4187                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4188                                                   l->nodes);
4189                 }
4190
4191                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4192         }
4193
4194         free_loc_track(&t);
4195         kfree(map);
4196         if (!t.count)
4197                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4198         return len;
4199 }
4200 #endif
4201
4202 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4203 static void resiliency_test(void)
4204 {
4205         u8 *p;
4206
4207         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4208
4209         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4210         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4211         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4212
4213         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4214         p[16] = 0x12;
4215         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4216                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4217
4218         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4219
4220         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4221         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4222         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4223         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4224                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4225         printk(KERN_ERR
4226                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4227
4228         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4229         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4230         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4231         *p = 0x56;
4232         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4233                                                                         p);
4234         printk(KERN_ERR
4235                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4236         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4237
4238         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4239         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4240         kfree(p);
4241         *p = 0x78;
4242         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4243         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4244
4245         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4246         kfree(p);
4247         p[50] = 0x9a;
4248         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4249                         p);
4250         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4251
4252         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4253         kfree(p);
4254         p[512] = 0xab;
4255         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4256         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4257 }
4258 #else
4259 #ifdef CONFIG_SYSFS
4260 static void resiliency_test(void) {};
4261 #endif
4262 #endif
4263
4264 #ifdef CONFIG_SYSFS
4265 enum slab_stat_type {
4266         SL_ALL,                 /* All slabs */
4267         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4268         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4269         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4270         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4271 };
4272
4273 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4274 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4275 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4276 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4277 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4278
4279 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4280                             char *buf, unsigned long flags)
4281 {
4282         unsigned long total = 0;
4283         int node;
4284         int x;
4285         unsigned long *nodes;
4286
4287         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4288         if (!nodes)
4289                 return -ENOMEM;
4290
4291         if (flags & SO_CPU) {
4292                 int cpu;
4293
4294                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4295                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4296                                                                cpu);
4297                         int node;
4298                         struct page *page;
4299
4300                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4301                         if (!page)
4302                                 continue;
4303
4304                         node = page_to_nid(page);
4305                         if (flags & SO_TOTAL)
4306                                 x = page->objects;
4307                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4308                                 x = page->inuse;
4309                         else
4310                                 x = 1;
4311
4312                         total += x;
4313                         nodes[node] += x;
4314
4315                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4316                         if (page) {
4317                                 x = page->pobjects;
4318                                 total += x;
4319                                 nodes[node] += x;
4320                         }
4321                 }
4322         }
4323
4324         lock_memory_hotplug();
4325 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4326         if (flags & SO_ALL) {
4327                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4328                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4329
4330                         if (flags & SO_TOTAL)
4331                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4332                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4333                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4334                                         count_partial(n, count_free);
4335                         else
4336                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4337                         total += x;
4338                         nodes[node] += x;
4339                 }
4340
4341         } else
4342 #endif
4343         if (flags & SO_PARTIAL) {
4344                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4345                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4346
4347                         if (flags & SO_TOTAL)
4348                                 x = count_partial(n, count_total);
4349                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4350                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4351                         else
4352                                 x = n->nr_partial;
4353                         total += x;
4354                         nodes[node] += x;
4355                 }
4356         }
4357         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4358 #ifdef CONFIG_NUMA
4359         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4360                 if (nodes[node])
4361                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4362                                         node, nodes[node]);
4363 #endif
4364         unlock_memory_hotplug();
4365         kfree(nodes);
4366         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4367 }
4368
4369 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4370 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4371 {
4372         int node;
4373
4374         for_each_online_node(node) {
4375                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4376
4377                 if (!n)
4378                         continue;
4379
4380                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4381                         return 1;
4382         }
4383         return 0;
4384 }
4385 #endif
4386
4387 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4388 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4389
4390 struct slab_attribute {
4391         struct attribute attr;
4392         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4393         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4394 };
4395
4396 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4397         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4398         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4399
4400 #define SLAB_ATTR(_name) \
4401         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4402         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4403
4404 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4405 {
4406         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4407 }
4408 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4409
4410 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4411 {
4412         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4413 }
4414 SLAB_ATTR_RO(align);
4415
4416 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4417 {
4418         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4419 }
4420 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4421
4422 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4423 {
4424         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4425 }
4426 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4427
4428 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4429                                 const char *buf, size_t length)
4430 {
4431         unsigned long order;
4432         int err;
4433
4434         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4435         if (err)
4436                 return err;
4437
4438         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4439                 return -EINVAL;
4440
4441         calculate_sizes(s, order);
4442         return length;
4443 }
4444
4445 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4446 {
4447         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4448 }
4449 SLAB_ATTR(order);
4450
4451 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4452 {
4453         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4454 }
4455
4456 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4457                                  size_t length)
4458 {
4459         unsigned long min;
4460         int err;
4461
4462         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4463         if (err)
4464                 return err;
4465
4466         set_min_partial(s, min);
4467         return length;
4468 }
4469 SLAB_ATTR(min_partial);
4470
4471 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4472 {
4473         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4474 }
4475
4476 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4477                                  size_t length)
4478 {
4479         unsigned long objects;
4480         int err;
4481
4482         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4483         if (err)
4484                 return err;
4485         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4486                 return -EINVAL;
4487
4488         s->cpu_partial = objects;
4489         flush_all(s);
4490         return length;
4491 }
4492 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4493
4494 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4495 {
4496         if (!s->ctor)
4497                 return 0;
4498         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4499 }
4500 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4501
4502 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4503 {
4504         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4505 }
4506 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4507
4508 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4509 {
4510         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4511 }
4512 SLAB_ATTR_RO(partial);
4513
4514 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4515 {
4516         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4517 }
4518 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4519
4520 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4521 {
4522         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4523 }
4524 SLAB_ATTR_RO(objects);
4525
4526 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4527 {
4528         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4529 }
4530 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4531
4532 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4533 {
4534         int objects = 0;
4535         int pages = 0;
4536         int cpu;
4537         int len;
4538
4539         for_each_online_cpu(cpu) {
4540                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4541
4542                 if (page) {
4543                         pages += page->pages;
4544                         objects += page->pobjects;
4545                 }
4546         }
4547
4548         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4549
4550 #ifdef CONFIG_SMP
4551         for_each_online_cpu(cpu) {
4552                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4553
4554                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4555                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4556                                 page->pobjects, page->pages);
4557         }
4558 #endif
4559         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4560 }
4561 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4562
4563 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4564 {
4565         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4566 }
4567
4568 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4569                                 const char *buf, size_t length)
4570 {
4571         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4572         if (buf[0] == '1')
4573                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4574         return length;
4575 }
4576 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4577
4578 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4579 {
4580         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4581 }
4582 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4583
4584 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4585 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4586 {
4587         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4588 }
4589 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4590 #endif
4591
4592 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4593 {
4594         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4595 }
4596 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4597
4598 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4599 {
4600         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4601 }
4602 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4603
4604 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4605 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4606 {
4607         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4608 }
4609 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4610
4611 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4612 {
4613         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4614 }
4615 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4616
4617 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4618 {
4619         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4620 }
4621
4622 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4623                                 const char *buf, size_t length)
4624 {
4625         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4626         if (buf[0] == '1') {
4627                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4628                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4629         }
4630         return length;
4631 }
4632 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4633
4634 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4635 {
4636         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4637 }
4638
4639 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4640                                                         size_t length)
4641 {
4642         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4643         if (buf[0] == '1') {
4644                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4645                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4646         }
4647         return length;
4648 }
4649 SLAB_ATTR(trace);
4650
4651 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4652 {
4653         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4654 }
4655
4656 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4657                                 const char *buf, size_t length)
4658 {
4659         if (any_slab_objects(s))
4660                 return -EBUSY;
4661
4662         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4663         if (buf[0] == '1') {
4664                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4665                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4666         }
4667         calculate_sizes(s, -1);
4668         return length;
4669 }
4670 SLAB_ATTR(red_zone);
4671
4672 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4673 {
4674         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4675 }
4676
4677 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4678                                 const char *buf, size_t length)
4679 {
4680         if (any_slab_objects(s))
4681                 return -EBUSY;
4682
4683         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4684         if (buf[0] == '1') {
4685                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4686                 s->flags |= SLAB_POISON;
4687         }
4688         calculate_sizes(s, -1);
4689         return length;
4690 }
4691 SLAB_ATTR(poison);
4692
4693 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4694 {
4695         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4696 }
4697
4698 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4699                                 const char *buf, size_t length)
4700 {
4701         if (any_slab_objects(s))
4702                 return -EBUSY;
4703
4704         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4705         if (buf[0] == '1') {
4706                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4707                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4708         }
4709         calculate_sizes(s, -1);
4710         return length;
4711 }
4712 SLAB_ATTR(store_user);
4713
4714 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4715 {
4716         return 0;
4717 }
4718
4719 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4720                         const char *buf, size_t length)
4721 {
4722         int ret = -EINVAL;
4723
4724         if (buf[0] == '1') {
4725                 ret = validate_slab_cache(s);
4726                 if (ret >= 0)
4727                         ret = length;
4728         }
4729         return ret;
4730 }
4731 SLAB_ATTR(validate);
4732
4733 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4734 {
4735         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4736                 return -ENOSYS;
4737         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4738 }
4739 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4740
4741 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4742 {
4743         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4744                 return -ENOSYS;
4745         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4746 }
4747 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4748 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4749
4750 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4751 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4752 {
4753         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4754 }
4755
4756 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4757                                                         size_t length)
4758 {
4759         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4760         if (buf[0] == '1')
4761                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4762         return length;
4763 }
4764 SLAB_ATTR(failslab);
4765 #endif
4766
4767 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4768 {
4769         return 0;
4770 }
4771
4772 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4773                         const char *buf, size_t length)
4774 {
4775         if (buf[0] == '1') {
4776                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4777
4778                 if (rc)
4779                         return rc;
4780         } else
4781                 return -EINVAL;
4782         return length;
4783 }
4784 SLAB_ATTR(shrink);
4785
4786 #ifdef CONFIG_NUMA
4787 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4788 {
4789         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4790 }
4791
4792 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4793                                 const char *buf, size_t length)
4794 {
4795         unsigned long ratio;
4796         int err;
4797
4798         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4799         if (err)
4800                 return err;
4801
4802         if (ratio <= 100)
4803                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4804
4805         return length;
4806 }
4807 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4808 #endif
4809
4810 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4811 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4812 {
4813         unsigned long sum  = 0;
4814         int cpu;
4815         int len;
4816         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4817
4818         if (!data)
4819                 return -ENOMEM;
4820
4821         for_each_online_cpu(cpu) {
4822                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4823
4824                 data[cpu] = x;
4825                 sum += x;
4826         }
4827
4828         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4829
4830 #ifdef CONFIG_SMP
4831         for_each_online_cpu(cpu) {
4832                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4833                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4834         }
4835 #endif
4836         kfree(data);
4837         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4838 }
4839
4840 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4841 {
4842         int cpu;
4843
4844         for_each_online_cpu(cpu)
4845                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4846 }
4847
4848 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4849 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4850 {                                                               \
4851         return show_stat(s, buf, si);                           \
4852 }                                                               \
4853 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4854                                 const char *buf, size_t length) \
4855 {                                                               \
4856         if (buf[0] != '0')                                      \
4857                 return -EINVAL;                                 \
4858         clear_stat(s, si);                                      \
4859         return length;                                          \
4860 }                                                               \
4861 SLAB_ATTR(text);                                                \
4862
4863 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4864 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4865 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4866 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4867 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4868 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4869 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4870 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4871 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4872 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4873 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4874 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4875 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4876 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4877 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4878 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4879 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4880 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4881 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4882 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4883 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4884 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4885 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4886 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4887 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4888 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4889 #endif
4890
4891 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4892         &slab_size_attr.attr,
4893         &object_size_attr.attr,
4894         &objs_per_slab_attr.attr,
4895         &order_attr.attr,
4896         &min_partial_attr.attr,
4897         &cpu_partial_attr.attr,
4898         &objects_attr.attr,
4899         &objects_partial_attr.attr,
4900         &partial_attr.attr,
4901         &cpu_slabs_attr.attr,
4902         &ctor_attr.attr,
4903         &aliases_attr.attr,
4904         &align_attr.attr,
4905         &hwcache_align_attr.attr,
4906         &reclaim_account_attr.attr,
4907         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4908         &shrink_attr.attr,
4909         &reserved_attr.attr,
4910         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4911 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4912         &total_objects_attr.attr,
4913         &slabs_attr.attr,
4914         &sanity_checks_attr.attr,
4915         &trace_attr.attr,
4916         &red_zone_attr.attr,
4917         &poison_attr.attr,
4918         &store_user_attr.attr,
4919         &validate_attr.attr,
4920         &alloc_calls_attr.attr,
4921         &free_calls_attr.attr,
4922 #endif
4923 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4924         &cache_dma_attr.attr,
4925 #endif
4926 #ifdef CONFIG_NUMA
4927         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4928 #endif
4929 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4930         &alloc_fastpath_attr.attr,
4931         &alloc_slowpath_attr.attr,
4932         &free_fastpath_attr.attr,
4933         &free_slowpath_attr.attr,
4934         &free_frozen_attr.attr,
4935         &free_add_partial_attr.attr,
4936         &free_remove_partial_attr.attr,
4937         &alloc_from_partial_attr.attr,
4938         &alloc_slab_attr.attr,
4939         &alloc_refill_attr.attr,
4940         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4941         &free_slab_attr.attr,
4942         &cpuslab_flush_attr.attr,
4943         &deactivate_full_attr.attr,
4944         &deactivate_empty_attr.attr,
4945         &deactivate_to_head_attr.attr,
4946         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4947         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4948         &deactivate_bypass_attr.attr,
4949         &order_fallback_attr.attr,
4950         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4951         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4952         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4953         &cpu_partial_free_attr.attr,
4954         &cpu_partial_node_attr.attr,
4955         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4956 #endif
4957 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4958         &failslab_attr.attr,
4959 #endif
4960
4961         NULL
4962 };
4963
4964 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4965         .attrs = slab_attrs,
4966 };
4967
4968 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4969                                 struct attribute *attr,
4970                                 char *buf)
4971 {
4972         struct slab_attribute *attribute;
4973         struct kmem_cache *s;
4974         int err;
4975
4976         attribute = to_slab_attr(attr);
4977         s = to_slab(kobj);
4978
4979         if (!attribute->show)
4980                 return -EIO;
4981
4982         err = attribute->show(s, buf);
4983
4984         return err;
4985 }
4986
4987 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4988                                 struct attribute *attr,
4989                                 const char *buf, size_t len)
4990 {
4991         struct slab_attribute *attribute;
4992         struct kmem_cache *s;
4993         int err;
4994
4995         attribute = to_slab_attr(attr);
4996         s = to_slab(kobj);
4997
4998         if (!attribute->store)
4999                 return -EIO;
5000
5001         err = attribute->store(s, buf, len);
5002 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5003         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5004                 int i;
5005
5006                 mutex_lock(&slab_mutex);
5007                 if (s->max_attr_size < len)
5008                         s->max_attr_size = len;
5009
5010                 /*
5011                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5012                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5013                  * basically because not all attributes will have a well
5014                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5015                  * have permanent effects.
5016                  *
5017                  * Returning the error value of any of the children that fail
5018                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5019                  * error code won't be able to know anything about the state of
5020                  * the cache.
5021                  *
5022                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5023                  * has well defined semantics. The cache being written to
5024                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5025                  * through the descendants with best-effort propagation.
5026                  */
5027                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5028                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
5029                         if (c)
5030                                 attribute->store(c, buf, len);
5031                 }
5032                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5033         }
5034 #endif
5035         return err;
5036 }
5037
5038 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5039 {
5040 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5041         int i;
5042         char *buffer = NULL;
5043
5044         if (!is_root_cache(s))
5045                 return;
5046
5047         /*
5048          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5049          * in copying default values around
5050          */
5051         if (!s->max_attr_size)
5052                 return;
5053
5054         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5055                 char mbuf[64];
5056                 char *buf;
5057                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5058
5059                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5060                         continue;
5061
5062                 /*
5063                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5064                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5065                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5066                  *
5067                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5068                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5069                  * theoretically happen.
5070                  */
5071                 if (buffer)
5072                         buf = buffer;
5073                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5074                         buf = mbuf;
5075                 else {
5076                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5077                         if (WARN_ON(!buffer))
5078                                 continue;
5079                         buf = buffer;
5080                 }
5081
5082                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5083                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5084         }
5085
5086         if (buffer)
5087                 free_page((unsigned long)buffer);
5088 #endif
5089 }
5090
5091 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5092         .show = slab_attr_show,
5093         .store = slab_attr_store,
5094 };
5095
5096 static struct kobj_type slab_ktype = {
5097         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5098 };
5099
5100 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5101 {
5102         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5103
5104         if (ktype == &slab_ktype)
5105                 return 1;
5106         return 0;
5107 }
5108
5109 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5110         .filter = uevent_filter,
5111 };
5112
5113 static struct kset *slab_kset;
5114
5115 #define ID_STR_LENGTH 64
5116
5117 /* Create a unique string id for a slab cache:
5118  *
5119  * Format       :[flags-]size
5120  */
5121 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5122 {
5123         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5124         char *p = name;
5125
5126         BUG_ON(!name);
5127
5128         *p++ = ':';
5129         /*
5130          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5131          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5132          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5133          * are matched during merging to guarantee that the id is
5134          * unique.
5135          */
5136         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5137                 *p++ = 'd';
5138         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5139                 *p++ = 'a';
5140         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5141                 *p++ = 'F';
5142         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5143                 *p++ = 't';
5144         if (p != name + 1)
5145                 *p++ = '-';
5146         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5147
5148 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5149         if (!is_root_cache(s))
5150                 p += sprintf(p, "-%08d",
5151                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5152 #endif
5153
5154         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5155         return name;
5156 }
5157
5158 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5159 {
5160         int err;
5161         const char *name;
5162         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5163
5164         if (unmergeable) {
5165                 /*
5166                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5167                  * This is typically the case for debug situations. In that
5168                  * case we can catch duplicate names easily.
5169                  */
5170                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5171                 name = s->name;
5172         } else {
5173                 /*
5174                  * Create a unique name for the slab as a target
5175                  * for the symlinks.
5176                  */
5177                 name = create_unique_id(s);
5178         }
5179
5180         s->kobj.kset = slab_kset;
5181         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5182         if (err) {
5183                 kobject_put(&s->kobj);
5184                 return err;
5185         }
5186
5187         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5188         if (err) {
5189                 kobject_del(&s->kobj);
5190                 kobject_put(&s->kobj);
5191                 return err;
5192         }
5193         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5194         if (!unmergeable) {
5195                 /* Setup first alias */
5196                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5197                 kfree(name);
5198         }
5199         return 0;
5200 }
5201
5202 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5203 {
5204         if (slab_state < FULL)
5205                 /*
5206                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5207                  * cache from sysfs.
5208                  */
5209                 return;
5210
5211         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5212         kobject_del(&s->kobj);
5213         kobject_put(&s->kobj);
5214 }
5215
5216 /*
5217  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5218  * available lest we lose that information.
5219  */
5220 struct saved_alias {
5221         struct kmem_cache *s;
5222         const char *name;
5223         struct saved_alias *next;
5224 };
5225
5226 static struct saved_alias *alias_list;
5227
5228 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5229 {
5230         struct saved_alias *al;
5231
5232         if (slab_state == FULL) {
5233                 /*
5234                  * If we have a leftover link then remove it.
5235                  */
5236                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5237                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5238         }
5239
5240         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5241         if (!al)
5242                 return -ENOMEM;
5243
5244         al->s = s;
5245         al->name = name;
5246         al->next = alias_list;
5247         alias_list = al;
5248         return 0;
5249 }
5250
5251 static int __init slab_sysfs_init(void)
5252 {
5253         struct kmem_cache *s;
5254         int err;
5255
5256         mutex_lock(&slab_mutex);
5257
5258         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5259         if (!slab_kset) {
5260                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5261                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5262                 return -ENOSYS;
5263         }
5264
5265         slab_state = FULL;
5266
5267         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5268                 err = sysfs_slab_add(s);
5269                 if (err)
5270                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5271                                                 " to sysfs\n", s->name);
5272         }
5273
5274         while (alias_list) {
5275                 struct saved_alias *al = alias_list;
5276
5277                 alias_list = alias_list->next;
5278                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5279                 if (err)
5280                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5281                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5282                 kfree(al);
5283         }
5284
5285         mutex_unlock(&slab_mutex);
5286         resiliency_test();
5287         return 0;
5288 }
5289
5290 __initcall(slab_sysfs_init);
5291 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5292
5293 /*
5294  * The /proc/slabinfo ABI
5295  */
5296 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5297 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5298 {
5299         unsigned long nr_slabs = 0;
5300         unsigned long nr_objs = 0;
5301         unsigned long nr_free = 0;
5302         int node;
5303
5304         for_each_online_node(node) {
5305                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5306
5307                 if (!n)
5308                         continue;
5309
5310                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5311                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5312                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5313         }
5314
5315         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5316         sinfo->num_objs = nr_objs;
5317         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5318         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5319         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5320         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5321 }
5322
5323 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5324 {
5325 }
5326
5327 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5328                        size_t count, loff_t *ppos)
5329 {
5330         return -EIO;
5331 }
5332 #endif /* CONFIG_SLABINFO */