Merge remote-tracking branches 'asoc/topic/max98926', 'asoc/topic/mtk', 'asoc/topic...
[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/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
130         return !kmem_cache_debug(s);
131 #else
132         return false;
133 #endif
134 }
135
136 /*
137  * Issues still to be resolved:
138  *
139  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
140  *
141  * - Variable sizing of the per node arrays
142  */
143
144 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
145 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
146
147 /* Enable to log cmpxchg failures */
148 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
149
150 /*
151  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
152  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
153  */
154 #define MIN_PARTIAL 5
155
156 /*
157  * Maximum number of desirable partial slabs.
158  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
159  * sort the partial list by the number of objects in use.
160  */
161 #define MAX_PARTIAL 10
162
163 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
164                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
165
166 /*
167  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
168  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
169  * metadata.
170  */
171 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 #define OO_SHIFT        16
174 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
175 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
176
177 /* Internal SLUB flags */
178 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
179 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
192         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
193 #endif
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
210 #endif
211
212 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
213 {
214 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
215         /*
216          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
217          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
218          */
219         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
220 #endif
221 }
222
223 /********************************************************************
224  *                      Core slab cache functions
225  *******************************************************************/
226
227 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
228 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
229                                 struct page *page, const void *object)
230 {
231         void *base;
232
233         if (!object)
234                 return 1;
235
236         base = page_address(page);
237         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
238                 (object - base) % s->size) {
239                 return 0;
240         }
241
242         return 1;
243 }
244
245 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
246 {
247         return *(void **)(object + s->offset);
248 }
249
250 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
251 {
252         prefetch(object + s->offset);
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         void *p;
258
259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
260         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
261 #else
262         p = get_freepointer(s, object);
263 #endif
264         return p;
265 }
266
267 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
268 {
269         *(void **)(object + s->offset) = fp;
270 }
271
272 /* Loop over all objects in a slab */
273 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
275                         __p += (__s)->size)
276
277 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
278         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
279                         __p += (__s)->size, __idx++)
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
288 {
289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
290         /*
291          * Debugging requires use of the padding between object
292          * and whatever may come after it.
293          */
294         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
295                 return s->object_size;
296
297 #endif
298         /*
299          * If we have the need to store the freelist pointer
300          * back there or track user information then we can
301          * only use the space before that information.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
304                 return s->inuse;
305         /*
306          * Else we can use all the padding etc for the allocation
307          */
308         return s->size;
309 }
310
311 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
312 {
313         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
314 }
315
316 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
317                 unsigned long size, int reserved)
318 {
319         struct kmem_cache_order_objects x = {
320                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
321         };
322
323         return x;
324 }
325
326 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
327 {
328         return x.x >> OO_SHIFT;
329 }
330
331 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x & OO_MASK;
334 }
335
336 /*
337  * Per slab locking using the pagelock
338  */
339 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
340 {
341         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
342         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
343 }
344
345 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
346 {
347         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
348         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
349 }
350
351 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
352 {
353         struct page tmp;
354         tmp.counters = counters_new;
355         /*
356          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
357          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
358          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
359          * be careful and only assign to the fields we need.
360          */
361         page->frozen  = tmp.frozen;
362         page->inuse   = tmp.inuse;
363         page->objects = tmp.objects;
364 }
365
366 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
367 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
368                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
369                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
370                 const char *n)
371 {
372         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
373 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
374     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
375         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
376                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
377                                    freelist_old, counters_old,
378                                    freelist_new, counters_new))
379                         return true;
380         } else
381 #endif
382         {
383                 slab_lock(page);
384                 if (page->freelist == freelist_old &&
385                                         page->counters == counters_old) {
386                         page->freelist = freelist_new;
387                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
388                         slab_unlock(page);
389                         return true;
390                 }
391                 slab_unlock(page);
392         }
393
394         cpu_relax();
395         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
396
397 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
398         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
399 #endif
400
401         return false;
402 }
403
404 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
405                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
406                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
407                 const char *n)
408 {
409 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
410     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
411         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
412                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
413                                    freelist_old, counters_old,
414                                    freelist_new, counters_new))
415                         return true;
416         } else
417 #endif
418         {
419                 unsigned long flags;
420
421                 local_irq_save(flags);
422                 slab_lock(page);
423                 if (page->freelist == freelist_old &&
424                                         page->counters == counters_old) {
425                         page->freelist = freelist_new;
426                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
427                         slab_unlock(page);
428                         local_irq_restore(flags);
429                         return true;
430                 }
431                 slab_unlock(page);
432                 local_irq_restore(flags);
433         }
434
435         cpu_relax();
436         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
437
438 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
439         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
440 #endif
441
442         return false;
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
446 /*
447  * Determine a map of object in use on a page.
448  *
449  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
450  * not vanish from under us.
451  */
452 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
453 {
454         void *p;
455         void *addr = page_address(page);
456
457         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
458                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
459 }
460
461 /*
462  * Debug settings:
463  */
464 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
465 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
466 #elif defined(CONFIG_KASAN)
467 static int slub_debug = SLAB_STORE_USER;
468 #else
469 static int slub_debug;
470 #endif
471
472 static char *slub_debug_slabs;
473 static int disable_higher_order_debug;
474
475 /*
476  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
477  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
478  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
479  * to tell kasan that these accesses are OK.
480  */
481 static inline void metadata_access_enable(void)
482 {
483         kasan_disable_current();
484 }
485
486 static inline void metadata_access_disable(void)
487 {
488         kasan_enable_current();
489 }
490
491 /*
492  * Object debugging
493  */
494 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
495 {
496         metadata_access_enable();
497         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
498                         length, 1);
499         metadata_access_disable();
500 }
501
502 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
503         enum track_item alloc)
504 {
505         struct track *p;
506
507         if (s->offset)
508                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
509         else
510                 p = object + s->inuse;
511
512         return p + alloc;
513 }
514
515 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
516                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
517 {
518         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
519
520         if (addr) {
521 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
522                 struct stack_trace trace;
523                 int i;
524
525                 trace.nr_entries = 0;
526                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
527                 trace.entries = p->addrs;
528                 trace.skip = 3;
529                 metadata_access_enable();
530                 save_stack_trace(&trace);
531                 metadata_access_disable();
532
533                 /* See rant in lockdep.c */
534                 if (trace.nr_entries != 0 &&
535                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
536                         trace.nr_entries--;
537
538                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
539                         p->addrs[i] = 0;
540 #endif
541                 p->addr = addr;
542                 p->cpu = smp_processor_id();
543                 p->pid = current->pid;
544                 p->when = jiffies;
545         } else
546                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
547 }
548
549 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
550 {
551         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
552                 return;
553
554         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
555         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
556 }
557
558 static void print_track(const char *s, struct track *t)
559 {
560         if (!t->addr)
561                 return;
562
563         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
564                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
565 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
566         {
567                 int i;
568                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
569                         if (t->addrs[i])
570                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
571                         else
572                                 break;
573         }
574 #endif
575 }
576
577 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
578 {
579         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
580                 return;
581
582         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
583         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
584 }
585
586 static void print_page_info(struct page *page)
587 {
588         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
589                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
590
591 }
592
593 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
594 {
595         struct va_format vaf;
596         va_list args;
597
598         va_start(args, fmt);
599         vaf.fmt = fmt;
600         vaf.va = &args;
601         pr_err("=============================================================================\n");
602         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
603         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
604
605         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
606         va_end(args);
607 }
608
609 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
610 {
611         struct va_format vaf;
612         va_list args;
613
614         va_start(args, fmt);
615         vaf.fmt = fmt;
616         vaf.va = &args;
617         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
618         va_end(args);
619 }
620
621 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
622 {
623         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
624         u8 *addr = page_address(page);
625
626         print_tracking(s, p);
627
628         print_page_info(page);
629
630         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
631                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
632
633         if (p > addr + 16)
634                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
635
636         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
637                                 PAGE_SIZE));
638         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
639                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
640                         s->inuse - s->object_size);
641
642         if (s->offset)
643                 off = s->offset + sizeof(void *);
644         else
645                 off = s->inuse;
646
647         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
648                 off += 2 * sizeof(struct track);
649
650         if (off != s->size)
651                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
652                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
653
654         dump_stack();
655 }
656
657 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
658                         u8 *object, char *reason)
659 {
660         slab_bug(s, "%s", reason);
661         print_trailer(s, page, object);
662 }
663
664 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
665                         const char *fmt, ...)
666 {
667         va_list args;
668         char buf[100];
669
670         va_start(args, fmt);
671         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
672         va_end(args);
673         slab_bug(s, "%s", buf);
674         print_page_info(page);
675         dump_stack();
676 }
677
678 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
679 {
680         u8 *p = object;
681
682         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
683                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
684                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
685         }
686
687         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
688                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
689 }
690
691 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
692                                                 void *from, void *to)
693 {
694         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
695         memset(from, data, to - from);
696 }
697
698 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
699                         u8 *object, char *what,
700                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
701 {
702         u8 *fault;
703         u8 *end;
704
705         metadata_access_enable();
706         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
707         metadata_access_disable();
708         if (!fault)
709                 return 1;
710
711         end = start + bytes;
712         while (end > fault && end[-1] == value)
713                 end--;
714
715         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
716         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
717                                         fault, end - 1, fault[0], value);
718         print_trailer(s, page, object);
719
720         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
721         return 0;
722 }
723
724 /*
725  * Object layout:
726  *
727  * object address
728  *      Bytes of the object to be managed.
729  *      If the freepointer may overlay the object then the free
730  *      pointer is the first word of the object.
731  *
732  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
733  *      0xa5 (POISON_END)
734  *
735  * object + s->object_size
736  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
737  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
738  *      object_size == inuse.
739  *
740  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
741  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
742  *
743  * object + s->inuse
744  *      Meta data starts here.
745  *
746  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
747  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
748  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
749  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
750  *              before the word boundary.
751  *
752  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
753  *
754  * object + s->size
755  *      Nothing is used beyond s->size.
756  *
757  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
758  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
759  * may be used with merged slabcaches.
760  */
761
762 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
763 {
764         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
765
766         if (s->offset)
767                 /* Freepointer is placed after the object. */
768                 off += sizeof(void *);
769
770         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
771                 /* We also have user information there */
772                 off += 2 * sizeof(struct track);
773
774         if (s->size == off)
775                 return 1;
776
777         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
778                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
779 }
780
781 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
782 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
783 {
784         u8 *start;
785         u8 *fault;
786         u8 *end;
787         int length;
788         int remainder;
789
790         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
791                 return 1;
792
793         start = page_address(page);
794         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
795         end = start + length;
796         remainder = length % s->size;
797         if (!remainder)
798                 return 1;
799
800         metadata_access_enable();
801         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
802         metadata_access_disable();
803         if (!fault)
804                 return 1;
805         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
806                 end--;
807
808         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
809         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
810
811         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
812         return 0;
813 }
814
815 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
816                                         void *object, u8 val)
817 {
818         u8 *p = object;
819         u8 *endobject = object + s->object_size;
820
821         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
822                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
823                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
824                         return 0;
825         } else {
826                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
827                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
828                                 endobject, POISON_INUSE,
829                                 s->inuse - s->object_size);
830                 }
831         }
832
833         if (s->flags & SLAB_POISON) {
834                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
835                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
836                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
837                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
838                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
839                         return 0;
840                 /*
841                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
842                  */
843                 check_pad_bytes(s, page, p);
844         }
845
846         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
847                 /*
848                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
849                  * freepointer while object is allocated.
850                  */
851                 return 1;
852
853         /* Check free pointer validity */
854         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
855                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
856                 /*
857                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
858                  * of the free objects in this slab. May cause
859                  * another error because the object count is now wrong.
860                  */
861                 set_freepointer(s, p, NULL);
862                 return 0;
863         }
864         return 1;
865 }
866
867 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
868 {
869         int maxobj;
870
871         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
872
873         if (!PageSlab(page)) {
874                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
875                 return 0;
876         }
877
878         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
879         if (page->objects > maxobj) {
880                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
881                         page->objects, maxobj);
882                 return 0;
883         }
884         if (page->inuse > page->objects) {
885                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
886                         page->inuse, page->objects);
887                 return 0;
888         }
889         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
890         slab_pad_check(s, page);
891         return 1;
892 }
893
894 /*
895  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
896  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
897  */
898 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
899 {
900         int nr = 0;
901         void *fp;
902         void *object = NULL;
903         int max_objects;
904
905         fp = page->freelist;
906         while (fp && nr <= page->objects) {
907                 if (fp == search)
908                         return 1;
909                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
910                         if (object) {
911                                 object_err(s, page, object,
912                                         "Freechain corrupt");
913                                 set_freepointer(s, object, NULL);
914                         } else {
915                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
916                                 page->freelist = NULL;
917                                 page->inuse = page->objects;
918                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
919                                 return 0;
920                         }
921                         break;
922                 }
923                 object = fp;
924                 fp = get_freepointer(s, object);
925                 nr++;
926         }
927
928         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
929         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
930                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
931
932         if (page->objects != max_objects) {
933                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
934                         "should be %d", page->objects, max_objects);
935                 page->objects = max_objects;
936                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
937         }
938         if (page->inuse != page->objects - nr) {
939                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
940                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
941                 page->inuse = page->objects - nr;
942                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
943         }
944         return search == NULL;
945 }
946
947 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
948                                                                 int alloc)
949 {
950         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
951                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
952                         s->name,
953                         alloc ? "alloc" : "free",
954                         object, page->inuse,
955                         page->freelist);
956
957                 if (!alloc)
958                         print_section("Object ", (void *)object,
959                                         s->object_size);
960
961                 dump_stack();
962         }
963 }
964
965 /*
966  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
967  */
968 static void add_full(struct kmem_cache *s,
969         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
970 {
971         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
972                 return;
973
974         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
975         list_add(&page->lru, &n->full);
976 }
977
978 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
979 {
980         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
981                 return;
982
983         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
984         list_del(&page->lru);
985 }
986
987 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
988 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
989 {
990         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
991
992         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
993 }
994
995 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
996 {
997         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
998 }
999
1000 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1001 {
1002         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1003
1004         /*
1005          * May be called early in order to allocate a slab for the
1006          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1007          * dilemma by deferring the increment of the count during
1008          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1009          */
1010         if (likely(n)) {
1011                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1012                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1013         }
1014 }
1015 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1016 {
1017         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1018
1019         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1020         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1021 }
1022
1023 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1024 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1025                                                                 void *object)
1026 {
1027         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1028                 return;
1029
1030         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1031         init_tracking(s, object);
1032 }
1033
1034 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1035                                         struct page *page,
1036                                         void *object, unsigned long addr)
1037 {
1038         if (!check_slab(s, page))
1039                 goto bad;
1040
1041         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1042                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1043                 goto bad;
1044         }
1045
1046         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1047                 goto bad;
1048
1049         /* Success perform special debug activities for allocs */
1050         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1051                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1052         trace(s, page, object, 1);
1053         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1054         return 1;
1055
1056 bad:
1057         if (PageSlab(page)) {
1058                 /*
1059                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1060                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1061                  * as used avoids touching the remaining objects.
1062                  */
1063                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1064                 page->inuse = page->objects;
1065                 page->freelist = NULL;
1066         }
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1071 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1072         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1073         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1074         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1075 {
1076         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1077         void *object = head;
1078         int cnt = 0;
1079
1080         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1081         slab_lock(page);
1082
1083         if (!check_slab(s, page))
1084                 goto fail;
1085
1086 next_object:
1087         cnt++;
1088
1089         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1090                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1091                 goto fail;
1092         }
1093
1094         if (on_freelist(s, page, object)) {
1095                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1096                 goto fail;
1097         }
1098
1099         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1100                 goto out;
1101
1102         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1103                 if (!PageSlab(page)) {
1104                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1105                                 "outside of slab", object);
1106                 } else if (!page->slab_cache) {
1107                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1108                                object);
1109                         dump_stack();
1110                 } else
1111                         object_err(s, page, object,
1112                                         "page slab pointer corrupt.");
1113                 goto fail;
1114         }
1115
1116         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1117                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1118         trace(s, page, object, 0);
1119         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1120         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1121
1122         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1123         if (object != tail) {
1124                 object = get_freepointer(s, object);
1125                 goto next_object;
1126         }
1127 out:
1128         if (cnt != bulk_cnt)
1129                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1130                          bulk_cnt, cnt);
1131
1132         slab_unlock(page);
1133         /*
1134          * Keep node_lock to preserve integrity
1135          * until the object is actually freed
1136          */
1137         return n;
1138
1139 fail:
1140         slab_unlock(page);
1141         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1142         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1143         return NULL;
1144 }
1145
1146 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1147 {
1148         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1149         if (*str++ != '=' || !*str)
1150                 /*
1151                  * No options specified. Switch on full debugging.
1152                  */
1153                 goto out;
1154
1155         if (*str == ',')
1156                 /*
1157                  * No options but restriction on slabs. This means full
1158                  * debugging for slabs matching a pattern.
1159                  */
1160                 goto check_slabs;
1161
1162         slub_debug = 0;
1163         if (*str == '-')
1164                 /*
1165                  * Switch off all debugging measures.
1166                  */
1167                 goto out;
1168
1169         /*
1170          * Determine which debug features should be switched on
1171          */
1172         for (; *str && *str != ','; str++) {
1173                 switch (tolower(*str)) {
1174                 case 'f':
1175                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1176                         break;
1177                 case 'z':
1178                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1179                         break;
1180                 case 'p':
1181                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1182                         break;
1183                 case 'u':
1184                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1185                         break;
1186                 case 't':
1187                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1188                         break;
1189                 case 'a':
1190                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1191                         break;
1192                 case 'o':
1193                         /*
1194                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1195                          * order would increase as a result.
1196                          */
1197                         disable_higher_order_debug = 1;
1198                         break;
1199                 default:
1200                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1201                                *str);
1202                 }
1203         }
1204
1205 check_slabs:
1206         if (*str == ',')
1207                 slub_debug_slabs = str + 1;
1208 out:
1209         return 1;
1210 }
1211
1212 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1213
1214 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1215         unsigned long flags, const char *name,
1216         void (*ctor)(void *))
1217 {
1218         /*
1219          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1220          */
1221         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1222                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1223                 flags |= slub_debug;
1224
1225         return flags;
1226 }
1227 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1228 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1229                         struct page *page, void *object) {}
1230
1231 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1232         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1233
1234 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1235         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1236         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1237         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1238
1239 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1240                         { return 1; }
1241 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1242                         void *object, u8 val) { return 1; }
1243 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1244                                         struct page *page) {}
1245 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1246                                         struct page *page) {}
1247 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1248         unsigned long flags, const char *name,
1249         void (*ctor)(void *))
1250 {
1251         return flags;
1252 }
1253 #define slub_debug 0
1254
1255 #define disable_higher_order_debug 0
1256
1257 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1258                                                         { return 0; }
1259 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1260                                                         { return 0; }
1261 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1262                                                         int objects) {}
1263 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1264                                                         int objects) {}
1265
1266 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1267
1268 /*
1269  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1270  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1271  */
1272 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1273 {
1274         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1275         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1276 }
1277
1278 static inline void kfree_hook(const void *x)
1279 {
1280         kmemleak_free(x);
1281         kasan_kfree_large(x);
1282 }
1283
1284 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1285                                                      gfp_t flags)
1286 {
1287         flags &= gfp_allowed_mask;
1288         lockdep_trace_alloc(flags);
1289         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
1290
1291         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1292                 return NULL;
1293
1294         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1295 }
1296
1297 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1298                                         size_t size, void **p)
1299 {
1300         size_t i;
1301
1302         flags &= gfp_allowed_mask;
1303         for (i = 0; i < size; i++) {
1304                 void *object = p[i];
1305
1306                 kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1307                 kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1,
1308                                          s->flags, flags);
1309                 kasan_slab_alloc(s, object);
1310         }
1311         memcg_kmem_put_cache(s);
1312 }
1313
1314 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1315 {
1316         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1317
1318         /*
1319          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1320          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1321          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1322          */
1323 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1324         {
1325                 unsigned long flags;
1326
1327                 local_irq_save(flags);
1328                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1329                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1330                 local_irq_restore(flags);
1331         }
1332 #endif
1333         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1334                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1335
1336         kasan_slab_free(s, x);
1337 }
1338
1339 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1340                                            void *head, void *tail)
1341 {
1342 /*
1343  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1344  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1345  */
1346 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1347         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1348         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1349         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1350         defined(CONFIG_KASAN)
1351
1352         void *object = head;
1353         void *tail_obj = tail ? : head;
1354
1355         do {
1356                 slab_free_hook(s, object);
1357         } while ((object != tail_obj) &&
1358                  (object = get_freepointer(s, object)));
1359 #endif
1360 }
1361
1362 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1363                                 void *object)
1364 {
1365         setup_object_debug(s, page, object);
1366         if (unlikely(s->ctor)) {
1367                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1368                 s->ctor(object);
1369                 kasan_poison_object_data(s, object);
1370         }
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Slab allocation and freeing
1375  */
1376 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1377                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1378 {
1379         struct page *page;
1380         int order = oo_order(oo);
1381
1382         flags |= __GFP_NOTRACK;
1383
1384         if (node == NUMA_NO_NODE)
1385                 page = alloc_pages(flags, order);
1386         else
1387                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1388
1389         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1390                 __free_pages(page, order);
1391                 page = NULL;
1392         }
1393
1394         return page;
1395 }
1396
1397 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1398 {
1399         struct page *page;
1400         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1401         gfp_t alloc_gfp;
1402         void *start, *p;
1403         int idx, order;
1404
1405         flags &= gfp_allowed_mask;
1406
1407         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1408                 local_irq_enable();
1409
1410         flags |= s->allocflags;
1411
1412         /*
1413          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1414          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1415          */
1416         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1417         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1418                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1419
1420         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1421         if (unlikely(!page)) {
1422                 oo = s->min;
1423                 alloc_gfp = flags;
1424                 /*
1425                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1426                  * Try a lower order alloc if possible
1427                  */
1428                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1429                 if (unlikely(!page))
1430                         goto out;
1431                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1432         }
1433
1434         if (kmemcheck_enabled &&
1435             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1436                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1437
1438                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1439
1440                 /*
1441                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1442                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1443                  */
1444                 if (s->ctor)
1445                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1446                 else
1447                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1448         }
1449
1450         page->objects = oo_objects(oo);
1451
1452         order = compound_order(page);
1453         page->slab_cache = s;
1454         __SetPageSlab(page);
1455         if (page_is_pfmemalloc(page))
1456                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1457
1458         start = page_address(page);
1459
1460         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1461                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1462
1463         kasan_poison_slab(page);
1464
1465         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1466                 setup_object(s, page, p);
1467                 if (likely(idx < page->objects))
1468                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1469                 else
1470                         set_freepointer(s, p, NULL);
1471         }
1472
1473         page->freelist = start;
1474         page->inuse = page->objects;
1475         page->frozen = 1;
1476
1477 out:
1478         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1479                 local_irq_disable();
1480         if (!page)
1481                 return NULL;
1482
1483         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1484                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1485                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1486                 1 << oo_order(oo));
1487
1488         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1489
1490         return page;
1491 }
1492
1493 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1494 {
1495         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1496                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1497                 BUG();
1498         }
1499
1500         return allocate_slab(s,
1501                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1502 }
1503
1504 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1505 {
1506         int order = compound_order(page);
1507         int pages = 1 << order;
1508
1509         if (kmem_cache_debug(s)) {
1510                 void *p;
1511
1512                 slab_pad_check(s, page);
1513                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1514                                                 page->objects)
1515                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1516         }
1517
1518         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1519
1520         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1521                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1522                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1523                 -pages);
1524
1525         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1526         __ClearPageSlab(page);
1527
1528         page_mapcount_reset(page);
1529         if (current->reclaim_state)
1530                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1531         __free_kmem_pages(page, order);
1532 }
1533
1534 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1535         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1536
1537 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1538 {
1539         struct page *page;
1540
1541         if (need_reserve_slab_rcu)
1542                 page = virt_to_head_page(h);
1543         else
1544                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1545
1546         __free_slab(page->slab_cache, page);
1547 }
1548
1549 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1550 {
1551         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1552                 struct rcu_head *head;
1553
1554                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1555                         int order = compound_order(page);
1556                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1557
1558                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1559                         head = page_address(page) + offset;
1560                 } else {
1561                         head = &page->rcu_head;
1562                 }
1563
1564                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1565         } else
1566                 __free_slab(s, page);
1567 }
1568
1569 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1570 {
1571         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1572         free_slab(s, page);
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Management of partially allocated slabs.
1577  */
1578 static inline void
1579 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1580 {
1581         n->nr_partial++;
1582         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1583                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1584         else
1585                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1586 }
1587
1588 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1589                                 struct page *page, int tail)
1590 {
1591         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1592         __add_partial(n, page, tail);
1593 }
1594
1595 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1596                                         struct page *page)
1597 {
1598         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1599         list_del(&page->lru);
1600         n->nr_partial--;
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1605  * return the pointer to the freelist.
1606  *
1607  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1608  */
1609 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1610                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1611                 int mode, int *objects)
1612 {
1613         void *freelist;
1614         unsigned long counters;
1615         struct page new;
1616
1617         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1618
1619         /*
1620          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1621          * The old freelist is the list of objects for the
1622          * per cpu allocation list.
1623          */
1624         freelist = page->freelist;
1625         counters = page->counters;
1626         new.counters = counters;
1627         *objects = new.objects - new.inuse;
1628         if (mode) {
1629                 new.inuse = page->objects;
1630                 new.freelist = NULL;
1631         } else {
1632                 new.freelist = freelist;
1633         }
1634
1635         VM_BUG_ON(new.frozen);
1636         new.frozen = 1;
1637
1638         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1639                         freelist, counters,
1640                         new.freelist, new.counters,
1641                         "acquire_slab"))
1642                 return NULL;
1643
1644         remove_partial(n, page);
1645         WARN_ON(!freelist);
1646         return freelist;
1647 }
1648
1649 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1650 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1651
1652 /*
1653  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1654  */
1655 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1656                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1657 {
1658         struct page *page, *page2;
1659         void *object = NULL;
1660         int available = 0;
1661         int objects;
1662
1663         /*
1664          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1665          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1666          * partial slab and there is none available then get_partials()
1667          * will return NULL.
1668          */
1669         if (!n || !n->nr_partial)
1670                 return NULL;
1671
1672         spin_lock(&n->list_lock);
1673         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1674                 void *t;
1675
1676                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1677                         continue;
1678
1679                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1680                 if (!t)
1681                         break;
1682
1683                 available += objects;
1684                 if (!object) {
1685                         c->page = page;
1686                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1687                         object = t;
1688                 } else {
1689                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1690                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1691                 }
1692                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1693                         || available > s->cpu_partial / 2)
1694                         break;
1695
1696         }
1697         spin_unlock(&n->list_lock);
1698         return object;
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1703  */
1704 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1705                 struct kmem_cache_cpu *c)
1706 {
1707 #ifdef CONFIG_NUMA
1708         struct zonelist *zonelist;
1709         struct zoneref *z;
1710         struct zone *zone;
1711         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1712         void *object;
1713         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1714
1715         /*
1716          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1717          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1718          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1719          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1720          *
1721          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1722          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1723          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1724          * from other nodes and filled up.
1725          *
1726          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1727          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1728          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1729          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1730          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1731          * with available objects.
1732          */
1733         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1734                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1735                 return NULL;
1736
1737         do {
1738                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1739                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1740                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1741                         struct kmem_cache_node *n;
1742
1743                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1744
1745                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1746                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1747                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1748                                 if (object) {
1749                                         /*
1750                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1751                                          * here - if mems_allowed was updated in
1752                                          * parallel, that was a harmless race
1753                                          * between allocation and the cpuset
1754                                          * update
1755                                          */
1756                                         return object;
1757                                 }
1758                         }
1759                 }
1760         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1761 #endif
1762         return NULL;
1763 }
1764
1765 /*
1766  * Get a partial page, lock it and return it.
1767  */
1768 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1769                 struct kmem_cache_cpu *c)
1770 {
1771         void *object;
1772         int searchnode = node;
1773
1774         if (node == NUMA_NO_NODE)
1775                 searchnode = numa_mem_id();
1776         else if (!node_present_pages(node))
1777                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1778
1779         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1780         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1781                 return object;
1782
1783         return get_any_partial(s, flags, c);
1784 }
1785
1786 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1787 /*
1788  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1789  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1790  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1791  */
1792 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1793 #else
1794 /*
1795  * No preemption supported therefore also no need to check for
1796  * different cpus.
1797  */
1798 #define TID_STEP 1
1799 #endif
1800
1801 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1802 {
1803         return tid + TID_STEP;
1804 }
1805
1806 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1807 {
1808         return tid % TID_STEP;
1809 }
1810
1811 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1812 {
1813         return tid / TID_STEP;
1814 }
1815
1816 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1817 {
1818         return cpu;
1819 }
1820
1821 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1822                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1823 {
1824 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1825         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1826
1827         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1828
1829 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1830         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1831                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1832                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1833         else
1834 #endif
1835         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1836                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1837                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1838         else
1839                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1840                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1841 #endif
1842         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1843 }
1844
1845 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1846 {
1847         int cpu;
1848
1849         for_each_possible_cpu(cpu)
1850                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1851 }
1852
1853 /*
1854  * Remove the cpu slab
1855  */
1856 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1857                                 void *freelist)
1858 {
1859         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1860         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1861         int lock = 0;
1862         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1863         void *nextfree;
1864         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1865         struct page new;
1866         struct page old;
1867
1868         if (page->freelist) {
1869                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1870                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1871         }
1872
1873         /*
1874          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1875          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1876          * last one.
1877          *
1878          * There is no need to take the list->lock because the page
1879          * is still frozen.
1880          */
1881         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1882                 void *prior;
1883                 unsigned long counters;
1884
1885                 do {
1886                         prior = page->freelist;
1887                         counters = page->counters;
1888                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1889                         new.counters = counters;
1890                         new.inuse--;
1891                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1892
1893                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1894                         prior, counters,
1895                         freelist, new.counters,
1896                         "drain percpu freelist"));
1897
1898                 freelist = nextfree;
1899         }
1900
1901         /*
1902          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1903          * list presence reflects the actual number of objects
1904          * during unfreeze.
1905          *
1906          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1907          * with the count. If there is a mismatch then the page
1908          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1909          *
1910          * Then we restart the process which may have to remove
1911          * the page from the list that we just put it on again
1912          * because the number of objects in the slab may have
1913          * changed.
1914          */
1915 redo:
1916
1917         old.freelist = page->freelist;
1918         old.counters = page->counters;
1919         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1920
1921         /* Determine target state of the slab */
1922         new.counters = old.counters;
1923         if (freelist) {
1924                 new.inuse--;
1925                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1926                 new.freelist = freelist;
1927         } else
1928                 new.freelist = old.freelist;
1929
1930         new.frozen = 0;
1931
1932         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1933                 m = M_FREE;
1934         else if (new.freelist) {
1935                 m = M_PARTIAL;
1936                 if (!lock) {
1937                         lock = 1;
1938                         /*
1939                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1940                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1941                          * is frozen
1942                          */
1943                         spin_lock(&n->list_lock);
1944                 }
1945         } else {
1946                 m = M_FULL;
1947                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1948                         lock = 1;
1949                         /*
1950                          * This also ensures that the scanning of full
1951                          * slabs from diagnostic functions will not see
1952                          * any frozen slabs.
1953                          */
1954                         spin_lock(&n->list_lock);
1955                 }
1956         }
1957
1958         if (l != m) {
1959
1960                 if (l == M_PARTIAL)
1961
1962                         remove_partial(n, page);
1963
1964                 else if (l == M_FULL)
1965
1966                         remove_full(s, n, page);
1967
1968                 if (m == M_PARTIAL) {
1969
1970                         add_partial(n, page, tail);
1971                         stat(s, tail);
1972
1973                 } else if (m == M_FULL) {
1974
1975                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1976                         add_full(s, n, page);
1977
1978                 }
1979         }
1980
1981         l = m;
1982         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1983                                 old.freelist, old.counters,
1984                                 new.freelist, new.counters,
1985                                 "unfreezing slab"))
1986                 goto redo;
1987
1988         if (lock)
1989                 spin_unlock(&n->list_lock);
1990
1991         if (m == M_FREE) {
1992                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1993                 discard_slab(s, page);
1994                 stat(s, FREE_SLAB);
1995         }
1996 }
1997
1998 /*
1999  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2000  *
2001  * This function must be called with interrupts disabled
2002  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2003  * to guarantee no concurrent accesses).
2004  */
2005 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2006                 struct kmem_cache_cpu *c)
2007 {
2008 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2009         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2010         struct page *page, *discard_page = NULL;
2011
2012         while ((page = c->partial)) {
2013                 struct page new;
2014                 struct page old;
2015
2016                 c->partial = page->next;
2017
2018                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2019                 if (n != n2) {
2020                         if (n)
2021                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2022
2023                         n = n2;
2024                         spin_lock(&n->list_lock);
2025                 }
2026
2027                 do {
2028
2029                         old.freelist = page->freelist;
2030                         old.counters = page->counters;
2031                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2032
2033                         new.counters = old.counters;
2034                         new.freelist = old.freelist;
2035
2036                         new.frozen = 0;
2037
2038                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2039                                 old.freelist, old.counters,
2040                                 new.freelist, new.counters,
2041                                 "unfreezing slab"));
2042
2043                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2044                         page->next = discard_page;
2045                         discard_page = page;
2046                 } else {
2047                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2048                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2049                 }
2050         }
2051
2052         if (n)
2053                 spin_unlock(&n->list_lock);
2054
2055         while (discard_page) {
2056                 page = discard_page;
2057                 discard_page = discard_page->next;
2058
2059                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2060                 discard_slab(s, page);
2061                 stat(s, FREE_SLAB);
2062         }
2063 #endif
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2068  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2069  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2070  * onto a random cpus partial slot.
2071  *
2072  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2073  * per node partial list.
2074  */
2075 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2076 {
2077 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2078         struct page *oldpage;
2079         int pages;
2080         int pobjects;
2081
2082         preempt_disable();
2083         do {
2084                 pages = 0;
2085                 pobjects = 0;
2086                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2087
2088                 if (oldpage) {
2089                         pobjects = oldpage->pobjects;
2090                         pages = oldpage->pages;
2091                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2092                                 unsigned long flags;
2093                                 /*
2094                                  * partial array is full. Move the existing
2095                                  * set to the per node partial list.
2096                                  */
2097                                 local_irq_save(flags);
2098                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2099                                 local_irq_restore(flags);
2100                                 oldpage = NULL;
2101                                 pobjects = 0;
2102                                 pages = 0;
2103                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2104                         }
2105                 }
2106
2107                 pages++;
2108                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2109
2110                 page->pages = pages;
2111                 page->pobjects = pobjects;
2112                 page->next = oldpage;
2113
2114         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2115                                                                 != oldpage);
2116         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2117                 unsigned long flags;
2118
2119                 local_irq_save(flags);
2120                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2121                 local_irq_restore(flags);
2122         }
2123         preempt_enable();
2124 #endif
2125 }
2126
2127 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2128 {
2129         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2130         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2131
2132         c->tid = next_tid(c->tid);
2133         c->page = NULL;
2134         c->freelist = NULL;
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Flush cpu slab.
2139  *
2140  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2141  */
2142 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2143 {
2144         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2145
2146         if (likely(c)) {
2147                 if (c->page)
2148                         flush_slab(s, c);
2149
2150                 unfreeze_partials(s, c);
2151         }
2152 }
2153
2154 static void flush_cpu_slab(void *d)
2155 {
2156         struct kmem_cache *s = d;
2157
2158         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2159 }
2160
2161 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2162 {
2163         struct kmem_cache *s = info;
2164         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2165
2166         return c->page || c->partial;
2167 }
2168
2169 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2170 {
2171         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2176  * locality expectations.
2177  */
2178 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2179 {
2180 #ifdef CONFIG_NUMA
2181         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2182                 return 0;
2183 #endif
2184         return 1;
2185 }
2186
2187 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2188 static int count_free(struct page *page)
2189 {
2190         return page->objects - page->inuse;
2191 }
2192
2193 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2194 {
2195         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2196 }
2197 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2198
2199 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2200 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2201                                         int (*get_count)(struct page *))
2202 {
2203         unsigned long flags;
2204         unsigned long x = 0;
2205         struct page *page;
2206
2207         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2208         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2209                 x += get_count(page);
2210         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2211         return x;
2212 }
2213 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2214
2215 static noinline void
2216 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2217 {
2218 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2219         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2220                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2221         int node;
2222         struct kmem_cache_node *n;
2223
2224         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2225                 return;
2226
2227         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2228                 nid, gfpflags);
2229         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2230                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2231                 oo_order(s->min));
2232
2233         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2234                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2235                         s->name);
2236
2237         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2238                 unsigned long nr_slabs;
2239                 unsigned long nr_objs;
2240                 unsigned long nr_free;
2241
2242                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2243                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2244                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2245
2246                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2247                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2248         }
2249 #endif
2250 }
2251
2252 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2253                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2254 {
2255         void *freelist;
2256         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2257         struct page *page;
2258
2259         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2260
2261         if (freelist)
2262                 return freelist;
2263
2264         page = new_slab(s, flags, node);
2265         if (page) {
2266                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2267                 if (c->page)
2268                         flush_slab(s, c);
2269
2270                 /*
2271                  * No other reference to the page yet so we can
2272                  * muck around with it freely without cmpxchg
2273                  */
2274                 freelist = page->freelist;
2275                 page->freelist = NULL;
2276
2277                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2278                 c->page = page;
2279                 *pc = c;
2280         } else
2281                 freelist = NULL;
2282
2283         return freelist;
2284 }
2285
2286 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2287 {
2288         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2289                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2290
2291         return true;
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2296  * per cpu freelist or deactivate the page.
2297  *
2298  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2299  *
2300  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2301  *
2302  * This function must be called with interrupt disabled.
2303  */
2304 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2305 {
2306         struct page new;
2307         unsigned long counters;
2308         void *freelist;
2309
2310         do {
2311                 freelist = page->freelist;
2312                 counters = page->counters;
2313
2314                 new.counters = counters;
2315                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2316
2317                 new.inuse = page->objects;
2318                 new.frozen = freelist != NULL;
2319
2320         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2321                 freelist, counters,
2322                 NULL, new.counters,
2323                 "get_freelist"));
2324
2325         return freelist;
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2330  * debugging duties.
2331  *
2332  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2333  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2334  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2335  *
2336  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2337  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2338  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2339  *
2340  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2341  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2342  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2343  *
2344  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2345  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2346  */
2347 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2348                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2349 {
2350         void *freelist;
2351         struct page *page;
2352
2353         page = c->page;
2354         if (!page)
2355                 goto new_slab;
2356 redo:
2357
2358         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2359                 int searchnode = node;
2360
2361                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2362                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2363
2364                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2365                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2366                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2367                         c->page = NULL;
2368                         c->freelist = NULL;
2369                         goto new_slab;
2370                 }
2371         }
2372
2373         /*
2374          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2375          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2376          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2377          */
2378         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2379                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2380                 c->page = NULL;
2381                 c->freelist = NULL;
2382                 goto new_slab;
2383         }
2384
2385         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2386         freelist = c->freelist;
2387         if (freelist)
2388                 goto load_freelist;
2389
2390         freelist = get_freelist(s, page);
2391
2392         if (!freelist) {
2393                 c->page = NULL;
2394                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2395                 goto new_slab;
2396         }
2397
2398         stat(s, ALLOC_REFILL);
2399
2400 load_freelist:
2401         /*
2402          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2403          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2404          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2405          */
2406         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2407         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2408         c->tid = next_tid(c->tid);
2409         return freelist;
2410
2411 new_slab:
2412
2413         if (c->partial) {
2414                 page = c->page = c->partial;
2415                 c->partial = page->next;
2416                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2417                 c->freelist = NULL;
2418                 goto redo;
2419         }
2420
2421         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2422
2423         if (unlikely(!freelist)) {
2424                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2425                 return NULL;
2426         }
2427
2428         page = c->page;
2429         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2430                 goto load_freelist;
2431
2432         /* Only entered in the debug case */
2433         if (kmem_cache_debug(s) &&
2434                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2435                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2436
2437         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2438         c->page = NULL;
2439         c->freelist = NULL;
2440         return freelist;
2441 }
2442
2443 /*
2444  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2445  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2446  */
2447 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2448                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2449 {
2450         void *p;
2451         unsigned long flags;
2452
2453         local_irq_save(flags);
2454 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2455         /*
2456          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2457          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2458          * pointer.
2459          */
2460         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2461 #endif
2462
2463         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2464         local_irq_restore(flags);
2465         return p;
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2470  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2471  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2472  *
2473  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2474  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2475  *
2476  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2477  */
2478 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2479                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2480 {
2481         void *object;
2482         struct kmem_cache_cpu *c;
2483         struct page *page;
2484         unsigned long tid;
2485
2486         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2487         if (!s)
2488                 return NULL;
2489 redo:
2490         /*
2491          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2492          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2493          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2494          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2495          *
2496          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2497          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2498          * to check if it is matched or not.
2499          */
2500         do {
2501                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2502                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2503         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2504                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2505
2506         /*
2507          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2508          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2509          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2510          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2511          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2512          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2513          */
2514         barrier();
2515
2516         /*
2517          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2518          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2519          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2520          * linked list in between.
2521          */
2522
2523         object = c->freelist;
2524         page = c->page;
2525         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2526                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2527                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2528         } else {
2529                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2530
2531                 /*
2532                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2533                  * operation and if we are on the right processor.
2534                  *
2535                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2536                  * semantics!)
2537                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2538                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2539                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2540                  *
2541                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2542                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2543                  * other cpus.
2544                  */
2545                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2546                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2547                                 object, tid,
2548                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2549
2550                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2551                         goto redo;
2552                 }
2553                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2554                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2555         }
2556
2557         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2558                 memset(object, 0, s->object_size);
2559
2560         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2561
2562         return object;
2563 }
2564
2565 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2566                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2567 {
2568         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2569 }
2570
2571 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2572 {
2573         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2574
2575         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2576                                 s->size, gfpflags);
2577
2578         return ret;
2579 }
2580 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2581
2582 #ifdef CONFIG_TRACING
2583 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2584 {
2585         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2586         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2587         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2588         return ret;
2589 }
2590 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2591 #endif
2592
2593 #ifdef CONFIG_NUMA
2594 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2595 {
2596         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2597
2598         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2599                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2600
2601         return ret;
2602 }
2603 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2604
2605 #ifdef CONFIG_TRACING
2606 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2607                                     gfp_t gfpflags,
2608                                     int node, size_t size)
2609 {
2610         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2611
2612         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2613                            size, s->size, gfpflags, node);
2614
2615         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2616         return ret;
2617 }
2618 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2619 #endif
2620 #endif
2621
2622 /*
2623  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2624  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2625  *
2626  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2627  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2628  * handling required then we can return immediately.
2629  */
2630 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2631                         void *head, void *tail, int cnt,
2632                         unsigned long addr)
2633
2634 {
2635         void *prior;
2636         int was_frozen;
2637         struct page new;
2638         unsigned long counters;
2639         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2640         unsigned long uninitialized_var(flags);
2641
2642         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2643
2644         if (kmem_cache_debug(s) &&
2645             !(n = free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt,
2646                                         addr, &flags)))
2647                 return;
2648
2649         do {
2650                 if (unlikely(n)) {
2651                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2652                         n = NULL;
2653                 }
2654                 prior = page->freelist;
2655                 counters = page->counters;
2656                 set_freepointer(s, tail, prior);
2657                 new.counters = counters;
2658                 was_frozen = new.frozen;
2659                 new.inuse -= cnt;
2660                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2661
2662                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2663
2664                                 /*
2665                                  * Slab was on no list before and will be
2666                                  * partially empty
2667                                  * We can defer the list move and instead
2668                                  * freeze it.
2669                                  */
2670                                 new.frozen = 1;
2671
2672                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2673
2674                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2675                                 /*
2676                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2677                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2678                                  * drop the list_lock without any processing.
2679                                  *
2680                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2681                                  * other processors updating the list of slabs.
2682                                  */
2683                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2684
2685                         }
2686                 }
2687
2688         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2689                 prior, counters,
2690                 head, new.counters,
2691                 "__slab_free"));
2692
2693         if (likely(!n)) {
2694
2695                 /*
2696                  * If we just froze the page then put it onto the
2697                  * per cpu partial list.
2698                  */
2699                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2700                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2701                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2702                 }
2703                 /*
2704                  * The list lock was not taken therefore no list
2705                  * activity can be necessary.
2706                  */
2707                 if (was_frozen)
2708                         stat(s, FREE_FROZEN);
2709                 return;
2710         }
2711
2712         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2713                 goto slab_empty;
2714
2715         /*
2716          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2717          * then add it.
2718          */
2719         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2720                 if (kmem_cache_debug(s))
2721                         remove_full(s, n, page);
2722                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2723                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2724         }
2725         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2726         return;
2727
2728 slab_empty:
2729         if (prior) {
2730                 /*
2731                  * Slab on the partial list.
2732                  */
2733                 remove_partial(n, page);
2734                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2735         } else {
2736                 /* Slab must be on the full list */
2737                 remove_full(s, n, page);
2738         }
2739
2740         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2741         stat(s, FREE_SLAB);
2742         discard_slab(s, page);
2743 }
2744
2745 /*
2746  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2747  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2748  *
2749  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2750  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2751  * the item before.
2752  *
2753  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2754  * with all sorts of special processing.
2755  *
2756  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2757  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2758  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2759  */
2760 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2761                                       void *head, void *tail, int cnt,
2762                                       unsigned long addr)
2763 {
2764         void *tail_obj = tail ? : head;
2765         struct kmem_cache_cpu *c;
2766         unsigned long tid;
2767
2768         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2769
2770 redo:
2771         /*
2772          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2773          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2774          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2775          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2776          */
2777         do {
2778                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2779                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2780         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2781                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2782
2783         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2784         barrier();
2785
2786         if (likely(page == c->page)) {
2787                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2788
2789                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2790                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2791                                 c->freelist, tid,
2792                                 head, next_tid(tid)))) {
2793
2794                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2795                         goto redo;
2796                 }
2797                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2798         } else
2799                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2800
2801 }
2802
2803 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2804 {
2805         s = cache_from_obj(s, x);
2806         if (!s)
2807                 return;
2808         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2809         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2810 }
2811 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2812
2813 struct detached_freelist {
2814         struct page *page;
2815         void *tail;
2816         void *freelist;
2817         int cnt;
2818 };
2819
2820 /*
2821  * This function progressively scans the array with free objects (with
2822  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2823  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2824  * page/objects.  This can happen without any need for
2825  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2826  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2827  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2828  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2829  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2830  * to performance reasons.
2831  */
2832 static int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2833                                    void **p, struct detached_freelist *df)
2834 {
2835         size_t first_skipped_index = 0;
2836         int lookahead = 3;
2837         void *object;
2838
2839         /* Always re-init detached_freelist */
2840         df->page = NULL;
2841
2842         do {
2843                 object = p[--size];
2844         } while (!object && size);
2845
2846         if (!object)
2847                 return 0;
2848
2849         /* Start new detached freelist */
2850         set_freepointer(s, object, NULL);
2851         df->page = virt_to_head_page(object);
2852         df->tail = object;
2853         df->freelist = object;
2854         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2855         df->cnt = 1;
2856
2857         while (size) {
2858                 object = p[--size];
2859                 if (!object)
2860                         continue; /* Skip processed objects */
2861
2862                 /* df->page is always set at this point */
2863                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
2864                         /* Opportunity build freelist */
2865                         set_freepointer(s, object, df->freelist);
2866                         df->freelist = object;
2867                         df->cnt++;
2868                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2869
2870                         continue;
2871                 }
2872
2873                 /* Limit look ahead search */
2874                 if (!--lookahead)
2875                         break;
2876
2877                 if (!first_skipped_index)
2878                         first_skipped_index = size + 1;
2879         }
2880
2881         return first_skipped_index;
2882 }
2883
2884
2885 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2886 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
2887 {
2888         if (WARN_ON(!size))
2889                 return;
2890
2891         do {
2892                 struct detached_freelist df;
2893                 struct kmem_cache *s;
2894
2895                 /* Support for memcg */
2896                 s = cache_from_obj(orig_s, p[size - 1]);
2897
2898                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
2899                 if (unlikely(!df.page))
2900                         continue;
2901
2902                 slab_free(s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
2903         } while (likely(size));
2904 }
2905 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2906
2907 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2908 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2909                           void **p)
2910 {
2911         struct kmem_cache_cpu *c;
2912         int i;
2913
2914         /* memcg and kmem_cache debug support */
2915         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2916         if (unlikely(!s))
2917                 return false;
2918         /*
2919          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2920          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2921          * handlers invoking normal fastpath.
2922          */
2923         local_irq_disable();
2924         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2925
2926         for (i = 0; i < size; i++) {
2927                 void *object = c->freelist;
2928
2929                 if (unlikely(!object)) {
2930                         /*
2931                          * Invoking slow path likely have side-effect
2932                          * of re-populating per CPU c->freelist
2933                          */
2934                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2935                                             _RET_IP_, c);
2936                         if (unlikely(!p[i]))
2937                                 goto error;
2938
2939                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2940                         continue; /* goto for-loop */
2941                 }
2942                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2943                 p[i] = object;
2944         }
2945         c->tid = next_tid(c->tid);
2946         local_irq_enable();
2947
2948         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2949         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2950                 int j;
2951
2952                 for (j = 0; j < i; j++)
2953                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2954         }
2955
2956         /* memcg and kmem_cache debug support */
2957         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
2958         return i;
2959 error:
2960         local_irq_enable();
2961         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
2962         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2963         return 0;
2964 }
2965 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2966
2967
2968 /*
2969  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2970  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2971  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2972  * another.
2973  *
2974  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2975  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2976  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2977  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2978  * locking overhead.
2979  */
2980
2981 /*
2982  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2983  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2984  * and increases the number of allocations possible without having to
2985  * take the list_lock.
2986  */
2987 static int slub_min_order;
2988 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2989 static int slub_min_objects;
2990
2991 /*
2992  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2993  *
2994  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2995  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2996  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2997  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2998  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2999  * would be wasted.
3000  *
3001  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3002  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3003  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3004  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3005  *
3006  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3007  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3008  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3009  * of space in favor of a small page order.
3010  *
3011  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3012  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3013  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3014  * the smallest order which will fit the object.
3015  */
3016 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3017                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3018 {
3019         int order;
3020         int rem;
3021         int min_order = slub_min_order;
3022
3023         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3024                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3025
3026         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3027                         order <= max_order; order++) {
3028
3029                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3030
3031                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3032
3033                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3034                         break;
3035         }
3036
3037         return order;
3038 }
3039
3040 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3041 {
3042         int order;
3043         int min_objects;
3044         int fraction;
3045         int max_objects;
3046
3047         /*
3048          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3049          * works by first attempting to generate a layout with
3050          * the best configuration and backing off gradually.
3051          *
3052          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3053          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3054          */
3055         min_objects = slub_min_objects;
3056         if (!min_objects)
3057                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3058         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3059         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3060
3061         while (min_objects > 1) {
3062                 fraction = 16;
3063                 while (fraction >= 4) {
3064                         order = slab_order(size, min_objects,
3065                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3066                         if (order <= slub_max_order)
3067                                 return order;
3068                         fraction /= 2;
3069                 }
3070                 min_objects--;
3071         }
3072
3073         /*
3074          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3075          * lets see if we can place a single object there.
3076          */
3077         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3078         if (order <= slub_max_order)
3079                 return order;
3080
3081         /*
3082          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3083          */
3084         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3085         if (order < MAX_ORDER)
3086                 return order;
3087         return -ENOSYS;
3088 }
3089
3090 static void
3091 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3092 {
3093         n->nr_partial = 0;
3094         spin_lock_init(&n->list_lock);
3095         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3096 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3097         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3098         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3099         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3100 #endif
3101 }
3102
3103 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3104 {
3105         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3106                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3107
3108         /*
3109          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3110          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3111          */
3112         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3113                                      2 * sizeof(void *));
3114
3115         if (!s->cpu_slab)
3116                 return 0;
3117
3118         init_kmem_cache_cpus(s);
3119
3120         return 1;
3121 }
3122
3123 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3124
3125 /*
3126  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3127  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3128  * possible.
3129  *
3130  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3131  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3132  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3133  */
3134 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3135 {
3136         struct page *page;
3137         struct kmem_cache_node *n;
3138
3139         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3140
3141         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3142
3143         BUG_ON(!page);
3144         if (page_to_nid(page) != node) {
3145                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3146                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3147         }
3148
3149         n = page->freelist;
3150         BUG_ON(!n);
3151         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3152         page->inuse = 1;
3153         page->frozen = 0;
3154         kmem_cache_node->node[node] = n;
3155 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3156         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3157         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3158 #endif
3159         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3160         init_kmem_cache_node(n);
3161         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3162
3163         /*
3164          * No locks need to be taken here as it has just been
3165          * initialized and there is no concurrent access.
3166          */
3167         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3168 }
3169
3170 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3171 {
3172         int node;
3173         struct kmem_cache_node *n;
3174
3175         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3176                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3177                 s->node[node] = NULL;
3178         }
3179 }
3180
3181 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3182 {
3183         free_percpu(s->cpu_slab);
3184         free_kmem_cache_nodes(s);
3185 }
3186
3187 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3188 {
3189         int node;
3190
3191         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3192                 struct kmem_cache_node *n;
3193
3194                 if (slab_state == DOWN) {
3195                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3196                         continue;
3197                 }
3198                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3199                                                 GFP_KERNEL, node);
3200
3201                 if (!n) {
3202                         free_kmem_cache_nodes(s);
3203                         return 0;
3204                 }
3205
3206                 s->node[node] = n;
3207                 init_kmem_cache_node(n);
3208         }
3209         return 1;
3210 }
3211
3212 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3213 {
3214         if (min < MIN_PARTIAL)
3215                 min = MIN_PARTIAL;
3216         else if (min > MAX_PARTIAL)
3217                 min = MAX_PARTIAL;
3218         s->min_partial = min;
3219 }
3220
3221 /*
3222  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3223  * a slab object.
3224  */
3225 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3226 {
3227         unsigned long flags = s->flags;
3228         unsigned long size = s->object_size;
3229         int order;
3230
3231         /*
3232          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3233          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3234          * the possible location of the free pointer.
3235          */
3236         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3237
3238 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3239         /*
3240          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3241          * the slab may touch the object after free or before allocation
3242          * then we should never poison the object itself.
3243          */
3244         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3245                         !s->ctor)
3246                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3247         else
3248                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3249
3250
3251         /*
3252          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3253          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3254          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3255          */
3256         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3257                 size += sizeof(void *);
3258 #endif
3259
3260         /*
3261          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3262          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3263          */
3264         s->inuse = size;
3265
3266         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3267                 s->ctor)) {
3268                 /*
3269                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3270                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3271                  * kmem_cache_free.
3272                  *
3273                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3274                  * destructor or are poisoning the objects.
3275                  */
3276                 s->offset = size;
3277                 size += sizeof(void *);
3278         }
3279
3280 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3281         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3282                 /*
3283                  * Need to store information about allocs and frees after
3284                  * the object.
3285                  */
3286                 size += 2 * sizeof(struct track);
3287
3288         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3289                 /*
3290                  * Add some empty padding so that we can catch
3291                  * overwrites from earlier objects rather than let
3292                  * tracking information or the free pointer be
3293                  * corrupted if a user writes before the start
3294                  * of the object.
3295                  */
3296                 size += sizeof(void *);
3297 #endif
3298
3299         /*
3300          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3301          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3302          * each object to conform to the alignment.
3303          */
3304         size = ALIGN(size, s->align);
3305         s->size = size;
3306         if (forced_order >= 0)
3307                 order = forced_order;
3308         else
3309                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3310
3311         if (order < 0)
3312                 return 0;
3313
3314         s->allocflags = 0;
3315         if (order)
3316                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3317
3318         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3319                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3320
3321         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3322                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3323
3324         /*
3325          * Determine the number of objects per slab
3326          */
3327         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3328         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3329         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3330                 s->max = s->oo;
3331
3332         return !!oo_objects(s->oo);
3333 }
3334
3335 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3336 {
3337         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3338         s->reserved = 0;
3339
3340         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3341                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3342
3343         if (!calculate_sizes(s, -1))
3344                 goto error;
3345         if (disable_higher_order_debug) {
3346                 /*
3347                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3348                  * order increased.
3349                  */
3350                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3351                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3352                         s->offset = 0;
3353                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3354                                 goto error;
3355                 }
3356         }
3357
3358 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3359     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3360         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3361                 /* Enable fast mode */
3362                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3363 #endif
3364
3365         /*
3366          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3367          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3368          */
3369         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3370
3371         /*
3372          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3373          * per cpu partial lists of a processor.
3374          *
3375          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3376          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3377          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3378          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3379          *
3380          * This setting also determines
3381          *
3382          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3383          *    per node list when we reach the limit.
3384          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3385          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3386          *    50% to keep some capacity around for frees.
3387          */
3388         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3389                 s->cpu_partial = 0;
3390         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3391                 s->cpu_partial = 2;
3392         else if (s->size >= 1024)
3393                 s->cpu_partial = 6;
3394         else if (s->size >= 256)
3395                 s->cpu_partial = 13;
3396         else
3397                 s->cpu_partial = 30;
3398
3399 #ifdef CONFIG_NUMA
3400         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3401 #endif
3402         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3403                 goto error;
3404
3405         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3406                 return 0;
3407
3408         free_kmem_cache_nodes(s);
3409 error:
3410         if (flags & SLAB_PANIC)
3411                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3412                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3413                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3414                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3415         return -EINVAL;
3416 }
3417
3418 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3419                                                         const char *text)
3420 {
3421 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3422         void *addr = page_address(page);
3423         void *p;
3424         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3425                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3426         if (!map)
3427                 return;
3428         slab_err(s, page, text, s->name);
3429         slab_lock(page);
3430
3431         get_map(s, page, map);
3432         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3433
3434                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3435                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3436                         print_tracking(s, p);
3437                 }
3438         }
3439         slab_unlock(page);
3440         kfree(map);
3441 #endif
3442 }
3443
3444 /*
3445  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3446  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3447  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3448  */
3449 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3450 {
3451         struct page *page, *h;
3452
3453         BUG_ON(irqs_disabled());
3454         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3455         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3456                 if (!page->inuse) {
3457                         remove_partial(n, page);
3458                         discard_slab(s, page);
3459                 } else {
3460                         list_slab_objects(s, page,
3461                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3462                 }
3463         }
3464         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3465 }
3466
3467 /*
3468  * Release all resources used by a slab cache.
3469  */
3470 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3471 {
3472         int node;
3473         struct kmem_cache_node *n;
3474
3475         flush_all(s);
3476         /* Attempt to free all objects */
3477         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3478                 free_partial(s, n);
3479                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3480                         return 1;
3481         }
3482         return 0;
3483 }
3484
3485 /********************************************************************
3486  *              Kmalloc subsystem
3487  *******************************************************************/
3488
3489 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3490 {
3491         get_option(&str, &slub_min_order);
3492
3493         return 1;
3494 }
3495
3496 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3497
3498 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3499 {
3500         get_option(&str, &slub_max_order);
3501         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3502
3503         return 1;
3504 }
3505
3506 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3507
3508 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3509 {
3510         get_option(&str, &slub_min_objects);
3511
3512         return 1;
3513 }
3514
3515 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3516
3517 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3518 {
3519         struct kmem_cache *s;
3520         void *ret;
3521
3522         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3523                 return kmalloc_large(size, flags);
3524
3525         s = kmalloc_slab(size, flags);
3526
3527         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3528                 return s;
3529
3530         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3531
3532         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3533
3534         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3535
3536         return ret;
3537 }
3538 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3539
3540 #ifdef CONFIG_NUMA
3541 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3542 {
3543         struct page *page;
3544         void *ptr = NULL;
3545
3546         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3547         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3548         if (page)
3549                 ptr = page_address(page);
3550
3551         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3552         return ptr;
3553 }
3554
3555 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3556 {
3557         struct kmem_cache *s;
3558         void *ret;
3559
3560         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3561                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3562
3563                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3564                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3565                                    flags, node);
3566
3567                 return ret;
3568         }
3569
3570         s = kmalloc_slab(size, flags);
3571
3572         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3573                 return s;
3574
3575         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3576
3577         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3578
3579         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3580
3581         return ret;
3582 }
3583 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3584 #endif
3585
3586 static size_t __ksize(const void *object)
3587 {
3588         struct page *page;
3589
3590         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3591                 return 0;
3592
3593         page = virt_to_head_page(object);
3594
3595         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3596                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3597                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3598         }
3599
3600         return slab_ksize(page->slab_cache);
3601 }
3602
3603 size_t ksize(const void *object)
3604 {
3605         size_t size = __ksize(object);
3606         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3607            so we need unpoison this area. */
3608         kasan_krealloc(object, size);
3609         return size;
3610 }
3611 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3612
3613 void kfree(const void *x)
3614 {
3615         struct page *page;
3616         void *object = (void *)x;
3617
3618         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3619
3620         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3621                 return;
3622
3623         page = virt_to_head_page(x);
3624         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3625                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3626                 kfree_hook(x);
3627                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3628                 return;
3629         }
3630         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3633
3634 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3635
3636 /*
3637  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3638  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3639  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3640  *
3641  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3642  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3643  * are freed in them.
3644  */
3645 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3646 {
3647         int node;
3648         int i;
3649         struct kmem_cache_node *n;
3650         struct page *page;
3651         struct page *t;
3652         struct list_head discard;
3653         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3654         unsigned long flags;
3655         int ret = 0;
3656
3657         if (deactivate) {
3658                 /*
3659                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3660                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3661                  */
3662                 s->cpu_partial = 0;
3663                 s->min_partial = 0;
3664
3665                 /*
3666                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3667                  * so we have to make sure the change is visible.
3668                  */
3669                 kick_all_cpus_sync();
3670         }
3671
3672         flush_all(s);
3673         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3674                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3675                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3676                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3677
3678                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3679
3680                 /*
3681                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3682                  *
3683                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3684                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3685                  */
3686                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3687                         int free = page->objects - page->inuse;
3688
3689                         /* Do not reread page->inuse */
3690                         barrier();
3691
3692                         /* We do not keep full slabs on the list */
3693                         BUG_ON(free <= 0);
3694
3695                         if (free == page->objects) {
3696                                 list_move(&page->lru, &discard);
3697                                 n->nr_partial--;
3698                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3699                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3700                 }
3701
3702                 /*
3703                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3704                  * partial list.
3705                  */
3706                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3707                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3708
3709                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3710
3711                 /* Release empty slabs */
3712                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3713                         discard_slab(s, page);
3714
3715                 if (slabs_node(s, node))
3716                         ret = 1;
3717         }
3718
3719         return ret;
3720 }
3721
3722 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3723 {
3724         struct kmem_cache *s;
3725
3726         mutex_lock(&slab_mutex);
3727         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3728                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3729         mutex_unlock(&slab_mutex);
3730
3731         return 0;
3732 }
3733
3734 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3735 {
3736         struct kmem_cache_node *n;
3737         struct kmem_cache *s;
3738         struct memory_notify *marg = arg;
3739         int offline_node;
3740
3741         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3742
3743         /*
3744          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3745          * for it yet.
3746          */
3747         if (offline_node < 0)
3748                 return;
3749
3750         mutex_lock(&slab_mutex);
3751         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3752                 n = get_node(s, offline_node);
3753                 if (n) {
3754                         /*
3755                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3756                          * that is going down. We were unable to free them,
3757                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3758                          * callback. So, we must fail.
3759                          */
3760                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3761
3762                         s->node[offline_node] = NULL;
3763                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3764                 }
3765         }
3766         mutex_unlock(&slab_mutex);
3767 }
3768
3769 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3770 {
3771         struct kmem_cache_node *n;
3772         struct kmem_cache *s;
3773         struct memory_notify *marg = arg;
3774         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3775         int ret = 0;
3776
3777         /*
3778          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3779          * already created. Nothing to do.
3780          */
3781         if (nid < 0)
3782                 return 0;
3783
3784         /*
3785          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3786          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3787          * online.
3788          */
3789         mutex_lock(&slab_mutex);
3790         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3791                 /*
3792                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3793                  *      since memory is not yet available from the node that
3794                  *      is brought up.
3795                  */
3796                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3797                 if (!n) {
3798                         ret = -ENOMEM;
3799                         goto out;
3800                 }
3801                 init_kmem_cache_node(n);
3802                 s->node[nid] = n;
3803         }
3804 out:
3805         mutex_unlock(&slab_mutex);
3806         return ret;
3807 }
3808
3809 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3810                                 unsigned long action, void *arg)
3811 {
3812         int ret = 0;
3813
3814         switch (action) {
3815         case MEM_GOING_ONLINE:
3816                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3817                 break;
3818         case MEM_GOING_OFFLINE:
3819                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3820                 break;
3821         case MEM_OFFLINE:
3822         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3823                 slab_mem_offline_callback(arg);
3824                 break;
3825         case MEM_ONLINE:
3826         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3827                 break;
3828         }
3829         if (ret)
3830                 ret = notifier_from_errno(ret);
3831         else
3832                 ret = NOTIFY_OK;
3833         return ret;
3834 }
3835
3836 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3837         .notifier_call = slab_memory_callback,
3838         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3839 };
3840
3841 /********************************************************************
3842  *                      Basic setup of slabs
3843  *******************************************************************/
3844
3845 /*
3846  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3847  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3848  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3849  */
3850
3851 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3852 {
3853         int node;
3854         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3855         struct kmem_cache_node *n;
3856
3857         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3858
3859         /*
3860          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3861          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3862          * IPIs around.
3863          */
3864         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3865         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3866                 struct page *p;
3867
3868                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3869                         p->slab_cache = s;
3870
3871 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3872                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3873                         p->slab_cache = s;
3874 #endif
3875         }
3876         slab_init_memcg_params(s);
3877         list_add(&s->list, &slab_caches);
3878         return s;
3879 }
3880
3881 void __init kmem_cache_init(void)
3882 {
3883         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3884                 boot_kmem_cache_node;
3885
3886         if (debug_guardpage_minorder())
3887                 slub_max_order = 0;
3888
3889         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3890         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3891
3892         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3893                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3894
3895         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3896
3897         /* Able to allocate the per node structures */
3898         slab_state = PARTIAL;
3899
3900         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3901                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3902                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3903                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3904
3905         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3906
3907         /*
3908          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3909          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3910          * update any list pointers.
3911          */
3912         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3913
3914         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3915         setup_kmalloc_cache_index_table();
3916         create_kmalloc_caches(0);
3917
3918 #ifdef CONFIG_SMP
3919         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3920 #endif
3921
3922         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3923                 cache_line_size(),
3924                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3925                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3926 }
3927
3928 void __init kmem_cache_init_late(void)
3929 {
3930 }
3931
3932 struct kmem_cache *
3933 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3934                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3935 {
3936         struct kmem_cache *s, *c;
3937
3938         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3939         if (s) {
3940                 s->refcount++;
3941
3942                 /*
3943                  * Adjust the object sizes so that we clear
3944                  * the complete object on kzalloc.
3945                  */
3946                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3947                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3948
3949                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3950                         c->object_size = s->object_size;
3951                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3952                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3953                 }
3954
3955                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3956                         s->refcount--;
3957                         s = NULL;
3958                 }
3959         }
3960
3961         return s;
3962 }
3963
3964 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3965 {
3966         int err;
3967
3968         err = kmem_cache_open(s, flags);
3969         if (err)
3970                 return err;
3971
3972         /* Mutex is not taken during early boot */
3973         if (slab_state <= UP)
3974                 return 0;
3975
3976         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3977         err = sysfs_slab_add(s);
3978         if (err)
3979                 __kmem_cache_release(s);
3980
3981         return err;
3982 }
3983
3984 #ifdef CONFIG_SMP
3985 /*
3986  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3987  * necessary.
3988  */
3989 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3990                 unsigned long action, void *hcpu)
3991 {
3992         long cpu = (long)hcpu;
3993         struct kmem_cache *s;
3994         unsigned long flags;
3995
3996         switch (action) {
3997         case CPU_UP_CANCELED:
3998         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3999         case CPU_DEAD:
4000         case CPU_DEAD_FROZEN:
4001                 mutex_lock(&slab_mutex);
4002                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4003                         local_irq_save(flags);
4004                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4005                         local_irq_restore(flags);
4006                 }
4007                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4008                 break;
4009         default:
4010                 break;
4011         }
4012         return NOTIFY_OK;
4013 }
4014
4015 static struct notifier_block slab_notifier = {
4016         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4017 };
4018
4019 #endif
4020
4021 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4022 {
4023         struct kmem_cache *s;
4024         void *ret;
4025
4026         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4027                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4028
4029         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4030
4031         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4032                 return s;
4033
4034         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4035
4036         /* Honor the call site pointer we received. */
4037         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4038
4039         return ret;
4040 }
4041
4042 #ifdef CONFIG_NUMA
4043 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4044                                         int node, unsigned long caller)
4045 {
4046         struct kmem_cache *s;
4047         void *ret;
4048
4049         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4050                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4051
4052                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4053                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4054                                    gfpflags, node);
4055
4056                 return ret;
4057         }
4058
4059         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4060
4061         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4062                 return s;
4063
4064         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4065
4066         /* Honor the call site pointer we received. */
4067         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4068
4069         return ret;
4070 }
4071 #endif
4072
4073 #ifdef CONFIG_SYSFS
4074 static int count_inuse(struct page *page)
4075 {
4076         return page->inuse;
4077 }
4078
4079 static int count_total(struct page *page)
4080 {
4081         return page->objects;
4082 }
4083 #endif
4084
4085 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4086 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4087                                                 unsigned long *map)
4088 {
4089         void *p;
4090         void *addr = page_address(page);
4091
4092         if (!check_slab(s, page) ||
4093                         !on_freelist(s, page, NULL))
4094                 return 0;
4095
4096         /* Now we know that a valid freelist exists */
4097         bitmap_zero(map, page->objects);
4098
4099         get_map(s, page, map);
4100         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4101                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4102                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4103                                 return 0;
4104         }
4105
4106         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4107                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4108                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4109                                 return 0;
4110         return 1;
4111 }
4112
4113 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4114                                                 unsigned long *map)
4115 {
4116         slab_lock(page);
4117         validate_slab(s, page, map);
4118         slab_unlock(page);
4119 }
4120
4121 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4122                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4123 {
4124         unsigned long count = 0;
4125         struct page *page;
4126         unsigned long flags;
4127
4128         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4129
4130         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4131                 validate_slab_slab(s, page, map);
4132                 count++;
4133         }
4134         if (count != n->nr_partial)
4135                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4136                        s->name, count, n->nr_partial);
4137
4138         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4139                 goto out;
4140
4141         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4142                 validate_slab_slab(s, page, map);
4143                 count++;
4144         }
4145         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4146                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4147                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4148
4149 out:
4150         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4151         return count;
4152 }
4153
4154 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4155 {
4156         int node;
4157         unsigned long count = 0;
4158         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4159                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4160         struct kmem_cache_node *n;
4161
4162         if (!map)
4163                 return -ENOMEM;
4164
4165         flush_all(s);
4166         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4167                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4168         kfree(map);
4169         return count;
4170 }
4171 /*
4172  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4173  * and freed.
4174  */
4175
4176 struct location {
4177         unsigned long count;
4178         unsigned long addr;
4179         long long sum_time;
4180         long min_time;
4181         long max_time;
4182         long min_pid;
4183         long max_pid;
4184         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4185         nodemask_t nodes;
4186 };
4187
4188 struct loc_track {
4189         unsigned long max;
4190         unsigned long count;
4191         struct location *loc;
4192 };
4193
4194 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4195 {
4196         if (t->max)
4197                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4198                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4199 }
4200
4201 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4202 {
4203         struct location *l;
4204         int order;
4205
4206         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4207
4208         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4209         if (!l)
4210                 return 0;
4211
4212         if (t->count) {
4213                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4214                 free_loc_track(t);
4215         }
4216         t->max = max;
4217         t->loc = l;
4218         return 1;
4219 }
4220
4221 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4222                                 const struct track *track)
4223 {
4224         long start, end, pos;
4225         struct location *l;
4226         unsigned long caddr;
4227         unsigned long age = jiffies - track->when;
4228
4229         start = -1;
4230         end = t->count;
4231
4232         for ( ; ; ) {
4233                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4234
4235                 /*
4236                  * There is nothing at "end". If we end up there
4237                  * we need to add something to before end.
4238                  */
4239                 if (pos == end)
4240                         break;
4241
4242                 caddr = t->loc[pos].addr;
4243                 if (track->addr == caddr) {
4244
4245                         l = &t->loc[pos];
4246                         l->count++;
4247                         if (track->when) {
4248                                 l->sum_time += age;
4249                                 if (age < l->min_time)
4250                                         l->min_time = age;
4251                                 if (age > l->max_time)
4252                                         l->max_time = age;
4253
4254                                 if (track->pid < l->min_pid)
4255                                         l->min_pid = track->pid;
4256                                 if (track->pid > l->max_pid)
4257                                         l->max_pid = track->pid;
4258
4259                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4260                                                 to_cpumask(l->cpus));
4261                         }
4262                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4263                         return 1;
4264                 }
4265
4266                 if (track->addr < caddr)
4267                         end = pos;
4268                 else
4269                         start = pos;
4270         }
4271
4272         /*
4273          * Not found. Insert new tracking element.
4274          */
4275         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4276                 return 0;
4277
4278         l = t->loc + pos;
4279         if (pos < t->count)
4280                 memmove(l + 1, l,
4281                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4282         t->count++;
4283         l->count = 1;
4284         l->addr = track->addr;
4285         l->sum_time = age;
4286         l->min_time = age;
4287         l->max_time = age;
4288         l->min_pid = track->pid;
4289         l->max_pid = track->pid;
4290         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4291         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4292         nodes_clear(l->nodes);
4293         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4294         return 1;
4295 }
4296
4297 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4298                 struct page *page, enum track_item alloc,
4299                 unsigned long *map)
4300 {
4301         void *addr = page_address(page);
4302         void *p;
4303
4304         bitmap_zero(map, page->objects);
4305         get_map(s, page, map);
4306
4307         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4308                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4309                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4310 }
4311
4312 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4313                                         enum track_item alloc)
4314 {
4315         int len = 0;
4316         unsigned long i;
4317         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4318         int node;
4319         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4320                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4321         struct kmem_cache_node *n;
4322
4323         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4324                                      GFP_TEMPORARY)) {
4325                 kfree(map);
4326                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4327         }
4328         /* Push back cpu slabs */
4329         flush_all(s);
4330
4331         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4332                 unsigned long flags;
4333                 struct page *page;
4334
4335                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4336                         continue;
4337
4338                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4339                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4340                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4341                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4342                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4343                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4344         }
4345
4346         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4347                 struct location *l = &t.loc[i];
4348
4349                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4350                         break;
4351                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4352
4353                 if (l->addr)
4354                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4355                 else
4356                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4357
4358                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4359                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4360                                 l->min_time,
4361                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4362                                 l->max_time);
4363                 } else
4364                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4365                                 l->min_time);
4366
4367                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4368                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4369                                 l->min_pid, l->max_pid);
4370                 else
4371                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4372                                 l->min_pid);
4373
4374                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4375                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4376                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4377                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4378                                          " cpus=%*pbl",
4379                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4380
4381                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4382                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4383                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4384                                          " nodes=%*pbl",
4385                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4386
4387                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4388         }
4389
4390         free_loc_track(&t);
4391         kfree(map);
4392         if (!t.count)
4393                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4394         return len;
4395 }
4396 #endif
4397
4398 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4399 static void __init resiliency_test(void)
4400 {
4401         u8 *p;
4402
4403         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4404
4405         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4406         pr_err("-----------------------\n");
4407         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4408
4409         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4410         p[16] = 0x12;
4411         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4412                p + 16);
4413
4414         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4415
4416         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4417         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4418         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4419         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4420                p);
4421         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4422
4423         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4424         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4425         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4426         *p = 0x56;
4427         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4428                p);
4429         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4430         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4431
4432         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4433         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4434         kfree(p);
4435         *p = 0x78;
4436         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4437         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4438
4439         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4440         kfree(p);
4441         p[50] = 0x9a;
4442         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4443         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4444
4445         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4446         kfree(p);
4447         p[512] = 0xab;
4448         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4449         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4450 }
4451 #else
4452 #ifdef CONFIG_SYSFS
4453 static void resiliency_test(void) {};
4454 #endif
4455 #endif
4456
4457 #ifdef CONFIG_SYSFS
4458 enum slab_stat_type {
4459         SL_ALL,                 /* All slabs */
4460         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4461         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4462         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4463         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4464 };
4465
4466 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4467 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4468 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4469 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4470 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4471
4472 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4473                             char *buf, unsigned long flags)
4474 {
4475         unsigned long total = 0;
4476         int node;
4477         int x;
4478         unsigned long *nodes;
4479
4480         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4481         if (!nodes)
4482                 return -ENOMEM;
4483
4484         if (flags & SO_CPU) {
4485                 int cpu;
4486
4487                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4488                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4489                                                                cpu);
4490                         int node;
4491                         struct page *page;
4492
4493                         page = READ_ONCE(c->page);
4494                         if (!page)
4495                                 continue;
4496
4497                         node = page_to_nid(page);
4498                         if (flags & SO_TOTAL)
4499                                 x = page->objects;
4500                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4501                                 x = page->inuse;
4502                         else
4503                                 x = 1;
4504
4505                         total += x;
4506                         nodes[node] += x;
4507
4508                         page = READ_ONCE(c->partial);
4509                         if (page) {
4510                                 node = page_to_nid(page);
4511                                 if (flags & SO_TOTAL)
4512                                         WARN_ON_ONCE(1);
4513                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4514                                         WARN_ON_ONCE(1);
4515                                 else
4516                                         x = page->pages;
4517                                 total += x;
4518                                 nodes[node] += x;
4519                         }
4520                 }
4521         }
4522
4523         get_online_mems();
4524 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4525         if (flags & SO_ALL) {
4526                 struct kmem_cache_node *n;
4527
4528                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4529
4530                         if (flags & SO_TOTAL)
4531                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4532                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4533                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4534                                         count_partial(n, count_free);
4535                         else
4536                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4537                         total += x;
4538                         nodes[node] += x;
4539                 }
4540
4541         } else
4542 #endif
4543         if (flags & SO_PARTIAL) {
4544                 struct kmem_cache_node *n;
4545
4546                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4547                         if (flags & SO_TOTAL)
4548                                 x = count_partial(n, count_total);
4549                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4550                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4551                         else
4552                                 x = n->nr_partial;
4553                         total += x;
4554                         nodes[node] += x;
4555                 }
4556         }
4557         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4558 #ifdef CONFIG_NUMA
4559         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4560                 if (nodes[node])
4561                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4562                                         node, nodes[node]);
4563 #endif
4564         put_online_mems();
4565         kfree(nodes);
4566         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4567 }
4568
4569 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4570 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4571 {
4572         int node;
4573         struct kmem_cache_node *n;
4574
4575         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4576                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4577                         return 1;
4578
4579         return 0;
4580 }
4581 #endif
4582
4583 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4584 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4585
4586 struct slab_attribute {
4587         struct attribute attr;
4588         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4589         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4590 };
4591
4592 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4593         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4594         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4595
4596 #define SLAB_ATTR(_name) \
4597         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4598         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4599
4600 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4601 {
4602         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4603 }
4604 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4605
4606 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4607 {
4608         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4609 }
4610 SLAB_ATTR_RO(align);
4611
4612 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4613 {
4614         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4615 }
4616 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4617
4618 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4619 {
4620         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4621 }
4622 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4623
4624 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4625                                 const char *buf, size_t length)
4626 {
4627         unsigned long order;
4628         int err;
4629
4630         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4631         if (err)
4632                 return err;
4633
4634         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4635                 return -EINVAL;
4636
4637         calculate_sizes(s, order);
4638         return length;
4639 }
4640
4641 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4642 {
4643         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4644 }
4645 SLAB_ATTR(order);
4646
4647 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4648 {
4649         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4650 }
4651
4652 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4653                                  size_t length)
4654 {
4655         unsigned long min;
4656         int err;
4657
4658         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4659         if (err)
4660                 return err;
4661
4662         set_min_partial(s, min);
4663         return length;
4664 }
4665 SLAB_ATTR(min_partial);
4666
4667 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4668 {
4669         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4670 }
4671
4672 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4673                                  size_t length)
4674 {
4675         unsigned long objects;
4676         int err;
4677
4678         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4679         if (err)
4680                 return err;
4681         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4682                 return -EINVAL;
4683
4684         s->cpu_partial = objects;
4685         flush_all(s);
4686         return length;
4687 }
4688 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4689
4690 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4691 {
4692         if (!s->ctor)
4693                 return 0;
4694         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4695 }
4696 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4697
4698 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4699 {
4700         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4701 }
4702 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4703
4704 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4705 {
4706         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4707 }
4708 SLAB_ATTR_RO(partial);
4709
4710 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4711 {
4712         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4713 }
4714 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4715
4716 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4717 {
4718         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4719 }
4720 SLAB_ATTR_RO(objects);
4721
4722 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4723 {
4724         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4725 }
4726 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4727
4728 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4729 {
4730         int objects = 0;
4731         int pages = 0;
4732         int cpu;
4733         int len;
4734
4735         for_each_online_cpu(cpu) {
4736                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4737
4738                 if (page) {
4739                         pages += page->pages;
4740                         objects += page->pobjects;
4741                 }
4742         }
4743
4744         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4745
4746 #ifdef CONFIG_SMP
4747         for_each_online_cpu(cpu) {
4748                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4749
4750                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4751                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4752                                 page->pobjects, page->pages);
4753         }
4754 #endif
4755         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4756 }
4757 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4758
4759 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4760 {
4761         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4762 }
4763
4764 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4765                                 const char *buf, size_t length)
4766 {
4767         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4768         if (buf[0] == '1')
4769                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4770         return length;
4771 }
4772 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4773
4774 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4775 {
4776         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4777 }
4778 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4779
4780 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4781 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4782 {
4783         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4784 }
4785 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4786 #endif
4787
4788 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4789 {
4790         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4791 }
4792 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4793
4794 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4795 {
4796         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4797 }
4798 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4799
4800 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4801 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4802 {
4803         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4804 }
4805 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4806
4807 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4808 {
4809         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4810 }
4811 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4812
4813 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4814 {
4815         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4816 }
4817
4818 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4819                                 const char *buf, size_t length)
4820 {
4821         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4822         if (buf[0] == '1') {
4823                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4824                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4825         }
4826         return length;
4827 }
4828 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4829
4830 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4831 {
4832         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4833 }
4834
4835 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4836                                                         size_t length)
4837 {
4838         /*
4839          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4840          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4841          * cache into an umergeable one.
4842          */
4843         if (s->refcount > 1)
4844                 return -EINVAL;
4845
4846         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4847         if (buf[0] == '1') {
4848                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4849                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4850         }
4851         return length;
4852 }
4853 SLAB_ATTR(trace);
4854
4855 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4856 {
4857         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4858 }
4859
4860 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4861                                 const char *buf, size_t length)
4862 {
4863         if (any_slab_objects(s))
4864                 return -EBUSY;
4865
4866         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4867         if (buf[0] == '1') {
4868                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4869                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4870         }
4871         calculate_sizes(s, -1);
4872         return length;
4873 }
4874 SLAB_ATTR(red_zone);
4875
4876 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4877 {
4878         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4879 }
4880
4881 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4882                                 const char *buf, size_t length)
4883 {
4884         if (any_slab_objects(s))
4885                 return -EBUSY;
4886
4887         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4888         if (buf[0] == '1') {
4889                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4890                 s->flags |= SLAB_POISON;
4891         }
4892         calculate_sizes(s, -1);
4893         return length;
4894 }
4895 SLAB_ATTR(poison);
4896
4897 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4898 {
4899         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4900 }
4901
4902 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4903                                 const char *buf, size_t length)
4904 {
4905         if (any_slab_objects(s))
4906                 return -EBUSY;
4907
4908         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4909         if (buf[0] == '1') {
4910                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4911                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4912         }
4913         calculate_sizes(s, -1);
4914         return length;
4915 }
4916 SLAB_ATTR(store_user);
4917
4918 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4919 {
4920         return 0;
4921 }
4922
4923 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4924                         const char *buf, size_t length)
4925 {
4926         int ret = -EINVAL;
4927
4928         if (buf[0] == '1') {
4929                 ret = validate_slab_cache(s);
4930                 if (ret >= 0)
4931                         ret = length;
4932         }
4933         return ret;
4934 }
4935 SLAB_ATTR(validate);
4936
4937 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4938 {
4939         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4940                 return -ENOSYS;
4941         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4942 }
4943 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4944
4945 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4946 {
4947         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4948                 return -ENOSYS;
4949         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4950 }
4951 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4952 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4953
4954 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4955 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4956 {
4957         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4958 }
4959
4960 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4961                                                         size_t length)
4962 {
4963         if (s->refcount > 1)
4964                 return -EINVAL;
4965
4966         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4967         if (buf[0] == '1')
4968                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4969         return length;
4970 }
4971 SLAB_ATTR(failslab);
4972 #endif
4973
4974 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4975 {
4976         return 0;
4977 }
4978
4979 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4980                         const char *buf, size_t length)
4981 {
4982         if (buf[0] == '1')
4983                 kmem_cache_shrink(s);
4984         else
4985                 return -EINVAL;
4986         return length;
4987 }
4988 SLAB_ATTR(shrink);
4989
4990 #ifdef CONFIG_NUMA
4991 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4992 {
4993         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4994 }
4995
4996 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4997                                 const char *buf, size_t length)
4998 {
4999         unsigned long ratio;
5000         int err;
5001
5002         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5003         if (err)
5004                 return err;
5005
5006         if (ratio <= 100)
5007                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5008
5009         return length;
5010 }
5011 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5012 #endif
5013
5014 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5015 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5016 {
5017         unsigned long sum  = 0;
5018         int cpu;
5019         int len;
5020         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5021
5022         if (!data)
5023                 return -ENOMEM;
5024
5025         for_each_online_cpu(cpu) {
5026                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5027
5028                 data[cpu] = x;
5029                 sum += x;
5030         }
5031
5032         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5033
5034 #ifdef CONFIG_SMP
5035         for_each_online_cpu(cpu) {
5036                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5037                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5038         }
5039 #endif
5040         kfree(data);
5041         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5042 }
5043
5044 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5045 {
5046         int cpu;
5047
5048         for_each_online_cpu(cpu)
5049                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5050 }
5051
5052 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5053 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5054 {                                                               \
5055         return show_stat(s, buf, si);                           \
5056 }                                                               \
5057 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5058                                 const char *buf, size_t length) \
5059 {                                                               \
5060         if (buf[0] != '0')                                      \
5061                 return -EINVAL;                                 \
5062         clear_stat(s, si);                                      \
5063         return length;                                          \
5064 }                                                               \
5065 SLAB_ATTR(text);                                                \
5066
5067 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5068 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5069 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5070 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5071 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5072 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5073 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5074 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5075 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5076 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5077 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5078 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5079 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5080 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5081 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5082 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5083 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5084 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5085 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5086 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5087 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5088 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5089 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5090 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5091 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5092 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5093 #endif
5094
5095 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5096         &slab_size_attr.attr,
5097         &object_size_attr.attr,
5098         &objs_per_slab_attr.attr,
5099         &order_attr.attr,
5100         &min_partial_attr.attr,
5101         &cpu_partial_attr.attr,
5102         &objects_attr.attr,
5103         &objects_partial_attr.attr,
5104         &partial_attr.attr,
5105         &cpu_slabs_attr.attr,
5106         &ctor_attr.attr,
5107         &aliases_attr.attr,
5108         &align_attr.attr,
5109         &hwcache_align_attr.attr,
5110         &reclaim_account_attr.attr,
5111         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5112         &shrink_attr.attr,
5113         &reserved_attr.attr,
5114         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5115 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5116         &total_objects_attr.attr,
5117         &slabs_attr.attr,
5118         &sanity_checks_attr.attr,
5119         &trace_attr.attr,
5120         &red_zone_attr.attr,
5121         &poison_attr.attr,
5122         &store_user_attr.attr,
5123         &validate_attr.attr,
5124         &alloc_calls_attr.attr,
5125         &free_calls_attr.attr,
5126 #endif
5127 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5128         &cache_dma_attr.attr,
5129 #endif
5130 #ifdef CONFIG_NUMA
5131         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5132 #endif
5133 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5134         &alloc_fastpath_attr.attr,
5135         &alloc_slowpath_attr.attr,
5136         &free_fastpath_attr.attr,
5137         &free_slowpath_attr.attr,
5138         &free_frozen_attr.attr,
5139         &free_add_partial_attr.attr,
5140         &free_remove_partial_attr.attr,
5141         &alloc_from_partial_attr.attr,
5142         &alloc_slab_attr.attr,
5143         &alloc_refill_attr.attr,
5144         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5145         &free_slab_attr.attr,
5146         &cpuslab_flush_attr.attr,
5147         &deactivate_full_attr.attr,
5148         &deactivate_empty_attr.attr,
5149         &deactivate_to_head_attr.attr,
5150         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5151         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5152         &deactivate_bypass_attr.attr,
5153         &order_fallback_attr.attr,
5154         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5155         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5156         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5157         &cpu_partial_free_attr.attr,
5158         &cpu_partial_node_attr.attr,
5159         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5160 #endif
5161 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5162         &failslab_attr.attr,
5163 #endif
5164
5165         NULL
5166 };
5167
5168 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5169         .attrs = slab_attrs,
5170 };
5171
5172 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5173                                 struct attribute *attr,
5174                                 char *buf)
5175 {
5176         struct slab_attribute *attribute;
5177         struct kmem_cache *s;
5178         int err;
5179
5180         attribute = to_slab_attr(attr);
5181         s = to_slab(kobj);
5182
5183         if (!attribute->show)
5184                 return -EIO;
5185
5186         err = attribute->show(s, buf);
5187
5188         return err;
5189 }
5190
5191 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5192                                 struct attribute *attr,
5193                                 const char *buf, size_t len)
5194 {
5195         struct slab_attribute *attribute;
5196         struct kmem_cache *s;
5197         int err;
5198
5199         attribute = to_slab_attr(attr);
5200         s = to_slab(kobj);
5201
5202         if (!attribute->store)
5203                 return -EIO;
5204
5205         err = attribute->store(s, buf, len);
5206 #ifdef CONFIG_MEMCG
5207         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5208                 struct kmem_cache *c;
5209
5210                 mutex_lock(&slab_mutex);
5211                 if (s->max_attr_size < len)
5212                         s->max_attr_size = len;
5213
5214                 /*
5215                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5216                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5217                  * basically because not all attributes will have a well
5218                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5219                  * have permanent effects.
5220                  *
5221                  * Returning the error value of any of the children that fail
5222                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5223                  * error code won't be able to know anything about the state of
5224                  * the cache.
5225                  *
5226                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5227                  * has well defined semantics. The cache being written to
5228                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5229                  * through the descendants with best-effort propagation.
5230                  */
5231                 for_each_memcg_cache(c, s)
5232                         attribute->store(c, buf, len);
5233                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5234         }
5235 #endif
5236         return err;
5237 }
5238
5239 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5240 {
5241 #ifdef CONFIG_MEMCG
5242         int i;
5243         char *buffer = NULL;
5244         struct kmem_cache *root_cache;
5245
5246         if (is_root_cache(s))
5247                 return;
5248
5249         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5250
5251         /*
5252          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5253          * in copying default values around
5254          */
5255         if (!root_cache->max_attr_size)
5256                 return;
5257
5258         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5259                 char mbuf[64];
5260                 char *buf;
5261                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5262
5263                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5264                         continue;
5265
5266                 /*
5267                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5268                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5269                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5270                  *
5271                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5272                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5273                  * theoretically happen.
5274                  */
5275                 if (buffer)
5276                         buf = buffer;
5277                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5278                         buf = mbuf;
5279                 else {
5280                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5281                         if (WARN_ON(!buffer))
5282                                 continue;
5283                         buf = buffer;
5284                 }
5285
5286                 attr->show(root_cache, buf);
5287                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5288         }
5289
5290         if (buffer)
5291                 free_page((unsigned long)buffer);
5292 #endif
5293 }
5294
5295 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5296 {
5297         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5298 }
5299
5300 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5301         .show = slab_attr_show,
5302         .store = slab_attr_store,
5303 };
5304
5305 static struct kobj_type slab_ktype = {
5306         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5307         .release = kmem_cache_release,
5308 };
5309
5310 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5311 {
5312         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5313
5314         if (ktype == &slab_ktype)
5315                 return 1;
5316         return 0;
5317 }
5318
5319 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5320         .filter = uevent_filter,
5321 };
5322
5323 static struct kset *slab_kset;
5324
5325 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5326 {
5327 #ifdef CONFIG_MEMCG
5328         if (!is_root_cache(s))
5329                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5330 #endif
5331         return slab_kset;
5332 }
5333
5334 #define ID_STR_LENGTH 64
5335
5336 /* Create a unique string id for a slab cache:
5337  *
5338  * Format       :[flags-]size
5339  */
5340 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5341 {
5342         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5343         char *p = name;
5344
5345         BUG_ON(!name);
5346
5347         *p++ = ':';
5348         /*
5349          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5350          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5351          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5352          * are matched during merging to guarantee that the id is
5353          * unique.
5354          */
5355         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5356                 *p++ = 'd';
5357         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5358                 *p++ = 'a';
5359         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5360                 *p++ = 'F';
5361         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5362                 *p++ = 't';
5363         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5364                 *p++ = 'A';
5365         if (p != name + 1)
5366                 *p++ = '-';
5367         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5368
5369         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5370         return name;
5371 }
5372
5373 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5374 {
5375         int err;
5376         const char *name;
5377         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5378
5379         if (unmergeable) {
5380                 /*
5381                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5382                  * This is typically the case for debug situations. In that
5383                  * case we can catch duplicate names easily.
5384                  */
5385                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5386                 name = s->name;
5387         } else {
5388                 /*
5389                  * Create a unique name for the slab as a target
5390                  * for the symlinks.
5391                  */
5392                 name = create_unique_id(s);
5393         }
5394
5395         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5396         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5397         if (err)
5398                 goto out;
5399
5400         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5401         if (err)
5402                 goto out_del_kobj;
5403
5404 #ifdef CONFIG_MEMCG
5405         if (is_root_cache(s)) {
5406                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5407                 if (!s->memcg_kset) {
5408                         err = -ENOMEM;
5409                         goto out_del_kobj;
5410                 }
5411         }
5412 #endif
5413
5414         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5415         if (!unmergeable) {
5416                 /* Setup first alias */
5417                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5418         }
5419 out:
5420         if (!unmergeable)
5421                 kfree(name);
5422         return err;
5423 out_del_kobj:
5424         kobject_del(&s->kobj);
5425         goto out;
5426 }
5427
5428 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5429 {
5430         if (slab_state < FULL)
5431                 /*
5432                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5433                  * cache from sysfs.
5434                  */
5435                 return;
5436
5437 #ifdef CONFIG_MEMCG
5438         kset_unregister(s->memcg_kset);
5439 #endif
5440         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5441         kobject_del(&s->kobj);
5442         kobject_put(&s->kobj);
5443 }
5444
5445 /*
5446  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5447  * available lest we lose that information.
5448  */
5449 struct saved_alias {
5450         struct kmem_cache *s;
5451         const char *name;
5452         struct saved_alias *next;
5453 };
5454
5455 static struct saved_alias *alias_list;
5456
5457 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5458 {
5459         struct saved_alias *al;
5460
5461         if (slab_state == FULL) {
5462                 /*
5463                  * If we have a leftover link then remove it.
5464                  */
5465                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5466                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5467         }
5468
5469         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5470         if (!al)
5471                 return -ENOMEM;
5472
5473         al->s = s;
5474         al->name = name;
5475         al->next = alias_list;
5476         alias_list = al;
5477         return 0;
5478 }
5479
5480 static int __init slab_sysfs_init(void)
5481 {
5482         struct kmem_cache *s;
5483         int err;
5484
5485         mutex_lock(&slab_mutex);
5486
5487         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5488         if (!slab_kset) {
5489                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5490                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5491                 return -ENOSYS;
5492         }
5493
5494         slab_state = FULL;
5495
5496         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5497                 err = sysfs_slab_add(s);
5498                 if (err)
5499                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5500                                s->name);
5501         }
5502
5503         while (alias_list) {
5504                 struct saved_alias *al = alias_list;
5505
5506                 alias_list = alias_list->next;
5507                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5508                 if (err)
5509                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5510                                al->name);
5511                 kfree(al);
5512         }
5513
5514         mutex_unlock(&slab_mutex);
5515         resiliency_test();
5516         return 0;
5517 }
5518
5519 __initcall(slab_sysfs_init);
5520 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5521
5522 /*
5523  * The /proc/slabinfo ABI
5524  */
5525 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5526 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5527 {
5528         unsigned long nr_slabs = 0;
5529         unsigned long nr_objs = 0;
5530         unsigned long nr_free = 0;
5531         int node;
5532         struct kmem_cache_node *n;
5533
5534         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5535                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5536                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5537                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5538         }
5539
5540         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5541         sinfo->num_objs = nr_objs;
5542         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5543         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5544         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5545         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5546 }
5547
5548 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5549 {
5550 }
5551
5552 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5553                        size_t count, loff_t *ppos)
5554 {
5555         return -EIO;
5556 }
5557 #endif /* CONFIG_SLABINFO */