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