1594b14e259727df24be074d8ab819c33ae019cb
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kmemcheck.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36
37 #include <trace/events/kmem.h>
38
39 #include "internal.h"
40
41 /*
42  * Lock order:
43  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
44  *   2. node->list_lock
45  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
46  *
47  *   slab_mutex
48  *
49  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
50  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
51  *
52  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
53  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
54  *   double word in the page struct. Meaning
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->counters       -> Counters of objects
57  *      C. page->frozen         -> frozen state
58  *
59  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
60  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
61  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
62  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
63  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
64  *
65  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
66  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
67  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
68  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
69  *   modified without taking the list lock).
70  *
71  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
72  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
73  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
74  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
75  *   the list lock.
76  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
77  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
78  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
79  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
80  *
81  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
82  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
83  *
84  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
85  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
86  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
87  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
88  * cannot scan all objects.
89  *
90  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
91  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
92  * fast frees and allocs.
93  *
94  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
95  *
96  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * PageError            Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
118 {
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
120         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
121 #else
122         return 0;
123 #endif
124 }
125
126 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
127 {
128 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
129         return !kmem_cache_debug(s);
130 #else
131         return false;
132 #endif
133 }
134
135 /*
136  * Issues still to be resolved:
137  *
138  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
139  *
140  * - Variable sizing of the per node arrays
141  */
142
143 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
144 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
145
146 /* Enable to log cmpxchg failures */
147 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
148
149 /*
150  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
151  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
152  */
153 #define MIN_PARTIAL 5
154
155 /*
156  * Maximum number of desirable partial slabs.
157  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
158  * sort the partial list by the number of objects in use.
159  */
160 #define MAX_PARTIAL 10
161
162 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
163                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
164
165 /*
166  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
167  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
168  * metadata.
169  */
170 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
171
172 /*
173  * Set of flags that will prevent slab merging
174  */
175 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
176                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
177                 SLAB_FAILSLAB)
178
179 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
180                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
181
182 #define OO_SHIFT        16
183 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
184 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
185
186 /* Internal SLUB flags */
187 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
188 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
189
190 #ifdef CONFIG_SMP
191 static struct notifier_block slab_notifier;
192 #endif
193
194 /*
195  * Tracking user of a slab.
196  */
197 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
198 struct track {
199         unsigned long addr;     /* Called from address */
200 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
201         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
202 #endif
203         int cpu;                /* Was running on cpu */
204         int pid;                /* Pid context */
205         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
206 };
207
208 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
209
210 #ifdef CONFIG_SYSFS
211 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
212 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
213 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
214 #else
215 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
216 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
217                                                         { return 0; }
218 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
219 #endif
220
221 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         /*
225          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
226          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
227          */
228         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
229 #endif
230 }
231
232 /********************************************************************
233  *                      Core slab cache functions
234  *******************************************************************/
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
265 {
266         prefetch(object + s->offset);
267 }
268
269 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
270 {
271         void *p;
272
273 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
274         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
275 #else
276         p = get_freepointer(s, object);
277 #endif
278         return p;
279 }
280
281 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
282 {
283         *(void **)(object + s->offset) = fp;
284 }
285
286 /* Loop over all objects in a slab */
287 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
288         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
289                         __p += (__s)->size)
290
291 /* Determine object index from a given position */
292 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
293 {
294         return (p - addr) / s->size;
295 }
296
297 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
298 {
299 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
300         /*
301          * Debugging requires use of the padding between object
302          * and whatever may come after it.
303          */
304         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
305                 return s->object_size;
306
307 #endif
308         /*
309          * If we have the need to store the freelist pointer
310          * back there or track user information then we can
311          * only use the space before that information.
312          */
313         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
314                 return s->inuse;
315         /*
316          * Else we can use all the padding etc for the allocation
317          */
318         return s->size;
319 }
320
321 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
322 {
323         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
324 }
325
326 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
327                 unsigned long size, int reserved)
328 {
329         struct kmem_cache_order_objects x = {
330                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
331         };
332
333         return x;
334 }
335
336 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
337 {
338         return x.x >> OO_SHIFT;
339 }
340
341 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
342 {
343         return x.x & OO_MASK;
344 }
345
346 /*
347  * Per slab locking using the pagelock
348  */
349 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
350 {
351         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
352 }
353
354 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
355 {
356         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
357 }
358
359 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
360 {
361         struct page tmp;
362         tmp.counters = counters_new;
363         /*
364          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
365          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
366          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
367          * be careful and only assign to the fields we need.
368          */
369         page->frozen  = tmp.frozen;
370         page->inuse   = tmp.inuse;
371         page->objects = tmp.objects;
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                         freelist_old, counters_old,
386                         freelist_new, counters_new))
387                 return 1;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
396                         slab_unlock(page);
397                         return 1;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return 0;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                         freelist_old, counters_old,
422                         freelist_new, counters_new))
423                 return 1;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return 1;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return 0;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 /*
455  * Determine a map of object in use on a page.
456  *
457  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
458  * not vanish from under us.
459  */
460 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
461 {
462         void *p;
463         void *addr = page_address(page);
464
465         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
466                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
467 }
468
469 /*
470  * Debug settings:
471  */
472 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
473 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
474 #else
475 static int slub_debug;
476 #endif
477
478 static char *slub_debug_slabs;
479 static int disable_higher_order_debug;
480
481 /*
482  * Object debugging
483  */
484 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
485 {
486         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
487                         length, 1);
488 }
489
490 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
491         enum track_item alloc)
492 {
493         struct track *p;
494
495         if (s->offset)
496                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
497         else
498                 p = object + s->inuse;
499
500         return p + alloc;
501 }
502
503 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
504                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
505 {
506         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
507
508         if (addr) {
509 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
510                 struct stack_trace trace;
511                 int i;
512
513                 trace.nr_entries = 0;
514                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
515                 trace.entries = p->addrs;
516                 trace.skip = 3;
517                 save_stack_trace(&trace);
518
519                 /* See rant in lockdep.c */
520                 if (trace.nr_entries != 0 &&
521                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
522                         trace.nr_entries--;
523
524                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
525                         p->addrs[i] = 0;
526 #endif
527                 p->addr = addr;
528                 p->cpu = smp_processor_id();
529                 p->pid = current->pid;
530                 p->when = jiffies;
531         } else
532                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
533 }
534
535 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
536 {
537         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
538                 return;
539
540         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
541         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
542 }
543
544 static void print_track(const char *s, struct track *t)
545 {
546         if (!t->addr)
547                 return;
548
549         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
550                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
551 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
552         {
553                 int i;
554                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
555                         if (t->addrs[i])
556                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
557                         else
558                                 break;
559         }
560 #endif
561 }
562
563 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
564 {
565         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
566                 return;
567
568         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
569         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
570 }
571
572 static void print_page_info(struct page *page)
573 {
574         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
575                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
576
577 }
578
579 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
580 {
581         va_list args;
582         char buf[100];
583
584         va_start(args, fmt);
585         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
586         va_end(args);
587         pr_err("=============================================================================\n");
588         pr_err("BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
589         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
590
591         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
592 }
593
594 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
595 {
596         va_list args;
597         char buf[100];
598
599         va_start(args, fmt);
600         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
601         va_end(args);
602         pr_err("FIX %s: %s\n", s->name, buf);
603 }
604
605 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
606 {
607         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
608         u8 *addr = page_address(page);
609
610         print_tracking(s, p);
611
612         print_page_info(page);
613
614         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
615                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
616
617         if (p > addr + 16)
618                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
619
620         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
621                                 PAGE_SIZE));
622         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
623                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
624                         s->inuse - s->object_size);
625
626         if (s->offset)
627                 off = s->offset + sizeof(void *);
628         else
629                 off = s->inuse;
630
631         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
632                 off += 2 * sizeof(struct track);
633
634         if (off != s->size)
635                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
636                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
637
638         dump_stack();
639 }
640
641 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
642                         u8 *object, char *reason)
643 {
644         slab_bug(s, "%s", reason);
645         print_trailer(s, page, object);
646 }
647
648 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
649                         const char *fmt, ...)
650 {
651         va_list args;
652         char buf[100];
653
654         va_start(args, fmt);
655         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
656         va_end(args);
657         slab_bug(s, "%s", buf);
658         print_page_info(page);
659         dump_stack();
660 }
661
662 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
663 {
664         u8 *p = object;
665
666         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
667                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
668                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
669         }
670
671         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
672                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
673 }
674
675 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
676                                                 void *from, void *to)
677 {
678         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
679         memset(from, data, to - from);
680 }
681
682 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
683                         u8 *object, char *what,
684                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
685 {
686         u8 *fault;
687         u8 *end;
688
689         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
690         if (!fault)
691                 return 1;
692
693         end = start + bytes;
694         while (end > fault && end[-1] == value)
695                 end--;
696
697         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
698         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
699                                         fault, end - 1, fault[0], value);
700         print_trailer(s, page, object);
701
702         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
703         return 0;
704 }
705
706 /*
707  * Object layout:
708  *
709  * object address
710  *      Bytes of the object to be managed.
711  *      If the freepointer may overlay the object then the free
712  *      pointer is the first word of the object.
713  *
714  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
715  *      0xa5 (POISON_END)
716  *
717  * object + s->object_size
718  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
719  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
720  *      object_size == inuse.
721  *
722  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
723  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
724  *
725  * object + s->inuse
726  *      Meta data starts here.
727  *
728  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
729  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
730  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
731  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
732  *              before the word boundary.
733  *
734  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
735  *
736  * object + s->size
737  *      Nothing is used beyond s->size.
738  *
739  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
740  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
741  * may be used with merged slabcaches.
742  */
743
744 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
745 {
746         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
747
748         if (s->offset)
749                 /* Freepointer is placed after the object. */
750                 off += sizeof(void *);
751
752         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
753                 /* We also have user information there */
754                 off += 2 * sizeof(struct track);
755
756         if (s->size == off)
757                 return 1;
758
759         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
760                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
761 }
762
763 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
764 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
765 {
766         u8 *start;
767         u8 *fault;
768         u8 *end;
769         int length;
770         int remainder;
771
772         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
773                 return 1;
774
775         start = page_address(page);
776         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
777         end = start + length;
778         remainder = length % s->size;
779         if (!remainder)
780                 return 1;
781
782         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
783         if (!fault)
784                 return 1;
785         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
786                 end--;
787
788         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
789         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
790
791         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
792         return 0;
793 }
794
795 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
796                                         void *object, u8 val)
797 {
798         u8 *p = object;
799         u8 *endobject = object + s->object_size;
800
801         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
802                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
803                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
804                         return 0;
805         } else {
806                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
807                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
808                                 endobject, POISON_INUSE,
809                                 s->inuse - s->object_size);
810                 }
811         }
812
813         if (s->flags & SLAB_POISON) {
814                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
815                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
816                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
817                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
818                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
819                         return 0;
820                 /*
821                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
822                  */
823                 check_pad_bytes(s, page, p);
824         }
825
826         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
827                 /*
828                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
829                  * freepointer while object is allocated.
830                  */
831                 return 1;
832
833         /* Check free pointer validity */
834         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
835                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
836                 /*
837                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
838                  * of the free objects in this slab. May cause
839                  * another error because the object count is now wrong.
840                  */
841                 set_freepointer(s, p, NULL);
842                 return 0;
843         }
844         return 1;
845 }
846
847 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
848 {
849         int maxobj;
850
851         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
852
853         if (!PageSlab(page)) {
854                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
855                 return 0;
856         }
857
858         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
859         if (page->objects > maxobj) {
860                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
861                         s->name, page->objects, maxobj);
862                 return 0;
863         }
864         if (page->inuse > page->objects) {
865                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
866                         s->name, page->inuse, page->objects);
867                 return 0;
868         }
869         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
870         slab_pad_check(s, page);
871         return 1;
872 }
873
874 /*
875  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
876  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
877  */
878 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
879 {
880         int nr = 0;
881         void *fp;
882         void *object = NULL;
883         unsigned long max_objects;
884
885         fp = page->freelist;
886         while (fp && nr <= page->objects) {
887                 if (fp == search)
888                         return 1;
889                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
890                         if (object) {
891                                 object_err(s, page, object,
892                                         "Freechain corrupt");
893                                 set_freepointer(s, object, NULL);
894                         } else {
895                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
896                                 page->freelist = NULL;
897                                 page->inuse = page->objects;
898                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
899                                 return 0;
900                         }
901                         break;
902                 }
903                 object = fp;
904                 fp = get_freepointer(s, object);
905                 nr++;
906         }
907
908         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
909         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
910                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
911
912         if (page->objects != max_objects) {
913                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
914                         "should be %d", page->objects, max_objects);
915                 page->objects = max_objects;
916                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
917         }
918         if (page->inuse != page->objects - nr) {
919                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
920                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
921                 page->inuse = page->objects - nr;
922                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
923         }
924         return search == NULL;
925 }
926
927 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
928                                                                 int alloc)
929 {
930         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
931                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
932                         s->name,
933                         alloc ? "alloc" : "free",
934                         object, page->inuse,
935                         page->freelist);
936
937                 if (!alloc)
938                         print_section("Object ", (void *)object,
939                                         s->object_size);
940
941                 dump_stack();
942         }
943 }
944
945 /*
946  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
947  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
948  */
949 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
950 {
951         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
952 }
953
954 static inline void kfree_hook(const void *x)
955 {
956         kmemleak_free(x);
957 }
958
959 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
960 {
961         flags &= gfp_allowed_mask;
962         lockdep_trace_alloc(flags);
963         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
964
965         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
966 }
967
968 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
969                                         gfp_t flags, void *object)
970 {
971         flags &= gfp_allowed_mask;
972         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
973         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
974 }
975
976 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
977 {
978         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
979
980         /*
981          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
982          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
983          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
984          */
985 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
986         {
987                 unsigned long flags;
988
989                 local_irq_save(flags);
990                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
991                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
992                 local_irq_restore(flags);
993         }
994 #endif
995         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
996                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
997 }
998
999 /*
1000  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1001  */
1002 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1003         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1004 {
1005         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1006                 return;
1007
1008         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1009         list_add(&page->lru, &n->full);
1010 }
1011
1012 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1013 {
1014         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1015                 return;
1016
1017         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1018         list_del(&page->lru);
1019 }
1020
1021 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1022 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1023 {
1024         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1025
1026         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1027 }
1028
1029 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1030 {
1031         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1032 }
1033
1034 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1035 {
1036         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1037
1038         /*
1039          * May be called early in order to allocate a slab for the
1040          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1041          * dilemma by deferring the increment of the count during
1042          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1043          */
1044         if (likely(n)) {
1045                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1046                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1047         }
1048 }
1049 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1050 {
1051         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1052
1053         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1054         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1055 }
1056
1057 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1058 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1059                                                                 void *object)
1060 {
1061         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1062                 return;
1063
1064         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1065         init_tracking(s, object);
1066 }
1067
1068 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1069                                         struct page *page,
1070                                         void *object, unsigned long addr)
1071 {
1072         if (!check_slab(s, page))
1073                 goto bad;
1074
1075         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1076                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1077                 goto bad;
1078         }
1079
1080         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1081                 goto bad;
1082
1083         /* Success perform special debug activities for allocs */
1084         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1085                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1086         trace(s, page, object, 1);
1087         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1088         return 1;
1089
1090 bad:
1091         if (PageSlab(page)) {
1092                 /*
1093                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1094                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1095                  * as used avoids touching the remaining objects.
1096                  */
1097                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1098                 page->inuse = page->objects;
1099                 page->freelist = NULL;
1100         }
1101         return 0;
1102 }
1103
1104 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1105         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1106         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1107 {
1108         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1109
1110         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1111         slab_lock(page);
1112
1113         if (!check_slab(s, page))
1114                 goto fail;
1115
1116         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1117                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1118                 goto fail;
1119         }
1120
1121         if (on_freelist(s, page, object)) {
1122                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1123                 goto fail;
1124         }
1125
1126         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1127                 goto out;
1128
1129         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1130                 if (!PageSlab(page)) {
1131                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1132                                 "outside of slab", object);
1133                 } else if (!page->slab_cache) {
1134                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1135                                object);
1136                         dump_stack();
1137                 } else
1138                         object_err(s, page, object,
1139                                         "page slab pointer corrupt.");
1140                 goto fail;
1141         }
1142
1143         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1144                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1145         trace(s, page, object, 0);
1146         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1147 out:
1148         slab_unlock(page);
1149         /*
1150          * Keep node_lock to preserve integrity
1151          * until the object is actually freed
1152          */
1153         return n;
1154
1155 fail:
1156         slab_unlock(page);
1157         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1158         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1159         return NULL;
1160 }
1161
1162 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1163 {
1164         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1165         if (*str++ != '=' || !*str)
1166                 /*
1167                  * No options specified. Switch on full debugging.
1168                  */
1169                 goto out;
1170
1171         if (*str == ',')
1172                 /*
1173                  * No options but restriction on slabs. This means full
1174                  * debugging for slabs matching a pattern.
1175                  */
1176                 goto check_slabs;
1177
1178         if (tolower(*str) == 'o') {
1179                 /*
1180                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1181                  * would increase as a result.
1182                  */
1183                 disable_higher_order_debug = 1;
1184                 goto out;
1185         }
1186
1187         slub_debug = 0;
1188         if (*str == '-')
1189                 /*
1190                  * Switch off all debugging measures.
1191                  */
1192                 goto out;
1193
1194         /*
1195          * Determine which debug features should be switched on
1196          */
1197         for (; *str && *str != ','; str++) {
1198                 switch (tolower(*str)) {
1199                 case 'f':
1200                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1201                         break;
1202                 case 'z':
1203                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1204                         break;
1205                 case 'p':
1206                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1207                         break;
1208                 case 'u':
1209                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1210                         break;
1211                 case 't':
1212                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1213                         break;
1214                 case 'a':
1215                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1216                         break;
1217                 default:
1218                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1219                                *str);
1220                 }
1221         }
1222
1223 check_slabs:
1224         if (*str == ',')
1225                 slub_debug_slabs = str + 1;
1226 out:
1227         return 1;
1228 }
1229
1230 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1231
1232 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1233         unsigned long flags, const char *name,
1234         void (*ctor)(void *))
1235 {
1236         /*
1237          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1238          */
1239         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1240                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1241                 flags |= slub_debug;
1242
1243         return flags;
1244 }
1245 #else
1246 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1247                         struct page *page, void *object) {}
1248
1249 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1250         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1251
1252 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1253         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1254         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1255
1256 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1257                         { return 1; }
1258 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1259                         void *object, u8 val) { return 1; }
1260 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1261                                         struct page *page) {}
1262 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1263                                         struct page *page) {}
1264 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1265         unsigned long flags, const char *name,
1266         void (*ctor)(void *))
1267 {
1268         return flags;
1269 }
1270 #define slub_debug 0
1271
1272 #define disable_higher_order_debug 0
1273
1274 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1275                                                         { return 0; }
1276 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1277                                                         { return 0; }
1278 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1279                                                         int objects) {}
1280 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1281                                                         int objects) {}
1282
1283 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1284 {
1285         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1286 }
1287
1288 static inline void kfree_hook(const void *x)
1289 {
1290         kmemleak_free(x);
1291 }
1292
1293 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1294                                                         { return 0; }
1295
1296 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1297                 void *object)
1298 {
1299         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags,
1300                 flags & gfp_allowed_mask);
1301 }
1302
1303 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1304 {
1305         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1306 }
1307
1308 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1309
1310 /*
1311  * Slab allocation and freeing
1312  */
1313 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1314                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1315 {
1316         int order = oo_order(oo);
1317
1318         flags |= __GFP_NOTRACK;
1319
1320         if (node == NUMA_NO_NODE)
1321                 return alloc_pages(flags, order);
1322         else
1323                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1324 }
1325
1326 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1327 {
1328         struct page *page;
1329         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1330         gfp_t alloc_gfp;
1331
1332         flags &= gfp_allowed_mask;
1333
1334         if (flags & __GFP_WAIT)
1335                 local_irq_enable();
1336
1337         flags |= s->allocflags;
1338
1339         /*
1340          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1341          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1342          */
1343         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1344
1345         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1346         if (unlikely(!page)) {
1347                 oo = s->min;
1348                 alloc_gfp = flags;
1349                 /*
1350                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1351                  * Try a lower order alloc if possible
1352                  */
1353                 page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1354
1355                 if (page)
1356                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1357         }
1358
1359         if (kmemcheck_enabled && page
1360                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1361                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1362
1363                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1364
1365                 /*
1366                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1367                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1368                  */
1369                 if (s->ctor)
1370                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1371                 else
1372                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1373         }
1374
1375         if (flags & __GFP_WAIT)
1376                 local_irq_disable();
1377         if (!page)
1378                 return NULL;
1379
1380         page->objects = oo_objects(oo);
1381         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1382                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1383                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1384                 1 << oo_order(oo));
1385
1386         return page;
1387 }
1388
1389 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1390                                 void *object)
1391 {
1392         setup_object_debug(s, page, object);
1393         if (unlikely(s->ctor))
1394                 s->ctor(object);
1395 }
1396
1397 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1398 {
1399         struct page *page;
1400         void *start;
1401         void *last;
1402         void *p;
1403         int order;
1404
1405         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1406
1407         page = allocate_slab(s,
1408                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1409         if (!page)
1410                 goto out;
1411
1412         order = compound_order(page);
1413         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1414         memcg_bind_pages(s, order);
1415         page->slab_cache = s;
1416         __SetPageSlab(page);
1417         if (page->pfmemalloc)
1418                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1419
1420         start = page_address(page);
1421
1422         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1423                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1424
1425         last = start;
1426         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1427                 setup_object(s, page, last);
1428                 set_freepointer(s, last, p);
1429                 last = p;
1430         }
1431         setup_object(s, page, last);
1432         set_freepointer(s, last, NULL);
1433
1434         page->freelist = start;
1435         page->inuse = page->objects;
1436         page->frozen = 1;
1437 out:
1438         return page;
1439 }
1440
1441 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1442 {
1443         int order = compound_order(page);
1444         int pages = 1 << order;
1445
1446         if (kmem_cache_debug(s)) {
1447                 void *p;
1448
1449                 slab_pad_check(s, page);
1450                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1451                                                 page->objects)
1452                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1453         }
1454
1455         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1456
1457         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1458                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1459                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1460                 -pages);
1461
1462         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1463         __ClearPageSlab(page);
1464
1465         memcg_release_pages(s, order);
1466         page_mapcount_reset(page);
1467         if (current->reclaim_state)
1468                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1469         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1470 }
1471
1472 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1473         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1474
1475 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1476 {
1477         struct page *page;
1478
1479         if (need_reserve_slab_rcu)
1480                 page = virt_to_head_page(h);
1481         else
1482                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1483
1484         __free_slab(page->slab_cache, page);
1485 }
1486
1487 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1488 {
1489         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1490                 struct rcu_head *head;
1491
1492                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1493                         int order = compound_order(page);
1494                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1495
1496                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1497                         head = page_address(page) + offset;
1498                 } else {
1499                         /*
1500                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1501                          */
1502                         head = (void *)&page->lru;
1503                 }
1504
1505                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1506         } else
1507                 __free_slab(s, page);
1508 }
1509
1510 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1511 {
1512         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1513         free_slab(s, page);
1514 }
1515
1516 /*
1517  * Management of partially allocated slabs.
1518  */
1519 static inline void
1520 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1521 {
1522         n->nr_partial++;
1523         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1524                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1525         else
1526                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1527 }
1528
1529 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1530                                 struct page *page, int tail)
1531 {
1532         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1533         __add_partial(n, page, tail);
1534 }
1535
1536 static inline void
1537 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1538 {
1539         list_del(&page->lru);
1540         n->nr_partial--;
1541 }
1542
1543 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1544                                         struct page *page)
1545 {
1546         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1547         __remove_partial(n, page);
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1552  * return the pointer to the freelist.
1553  *
1554  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1555  */
1556 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1557                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1558                 int mode, int *objects)
1559 {
1560         void *freelist;
1561         unsigned long counters;
1562         struct page new;
1563
1564         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1565
1566         /*
1567          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1568          * The old freelist is the list of objects for the
1569          * per cpu allocation list.
1570          */
1571         freelist = page->freelist;
1572         counters = page->counters;
1573         new.counters = counters;
1574         *objects = new.objects - new.inuse;
1575         if (mode) {
1576                 new.inuse = page->objects;
1577                 new.freelist = NULL;
1578         } else {
1579                 new.freelist = freelist;
1580         }
1581
1582         VM_BUG_ON(new.frozen);
1583         new.frozen = 1;
1584
1585         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1586                         freelist, counters,
1587                         new.freelist, new.counters,
1588                         "acquire_slab"))
1589                 return NULL;
1590
1591         remove_partial(n, page);
1592         WARN_ON(!freelist);
1593         return freelist;
1594 }
1595
1596 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1597 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1598
1599 /*
1600  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1601  */
1602 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1603                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1604 {
1605         struct page *page, *page2;
1606         void *object = NULL;
1607         int available = 0;
1608         int objects;
1609
1610         /*
1611          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1612          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1613          * partial slab and there is none available then get_partials()
1614          * will return NULL.
1615          */
1616         if (!n || !n->nr_partial)
1617                 return NULL;
1618
1619         spin_lock(&n->list_lock);
1620         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1621                 void *t;
1622
1623                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1624                         continue;
1625
1626                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1627                 if (!t)
1628                         break;
1629
1630                 available += objects;
1631                 if (!object) {
1632                         c->page = page;
1633                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1634                         object = t;
1635                 } else {
1636                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1637                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1638                 }
1639                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1640                         || available > s->cpu_partial / 2)
1641                         break;
1642
1643         }
1644         spin_unlock(&n->list_lock);
1645         return object;
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1650  */
1651 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1652                 struct kmem_cache_cpu *c)
1653 {
1654 #ifdef CONFIG_NUMA
1655         struct zonelist *zonelist;
1656         struct zoneref *z;
1657         struct zone *zone;
1658         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1659         void *object;
1660         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1661
1662         /*
1663          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1664          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1665          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1666          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1667          *
1668          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1669          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1670          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1671          * from other nodes and filled up.
1672          *
1673          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1674          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1675          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1676          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1677          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1678          * with available objects.
1679          */
1680         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1681                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1682                 return NULL;
1683
1684         do {
1685                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1686                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1687                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1688                         struct kmem_cache_node *n;
1689
1690                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1691
1692                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1693                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1694                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1695                                 if (object) {
1696                                         /*
1697                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1698                                          * here - if mems_allowed was updated in
1699                                          * parallel, that was a harmless race
1700                                          * between allocation and the cpuset
1701                                          * update
1702                                          */
1703                                         return object;
1704                                 }
1705                         }
1706                 }
1707         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1708 #endif
1709         return NULL;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Get a partial page, lock it and return it.
1714  */
1715 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1716                 struct kmem_cache_cpu *c)
1717 {
1718         void *object;
1719         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1720
1721         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1722         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1723                 return object;
1724
1725         return get_any_partial(s, flags, c);
1726 }
1727
1728 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1729 /*
1730  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1731  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1732  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1733  */
1734 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1735 #else
1736 /*
1737  * No preemption supported therefore also no need to check for
1738  * different cpus.
1739  */
1740 #define TID_STEP 1
1741 #endif
1742
1743 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1744 {
1745         return tid + TID_STEP;
1746 }
1747
1748 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1749 {
1750         return tid % TID_STEP;
1751 }
1752
1753 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1754 {
1755         return tid / TID_STEP;
1756 }
1757
1758 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1759 {
1760         return cpu;
1761 }
1762
1763 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1764                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1765 {
1766 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1767         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1768
1769         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1770
1771 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1772         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1773                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1774                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1775         else
1776 #endif
1777         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1778                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1779                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1780         else
1781                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1782                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1783 #endif
1784         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1785 }
1786
1787 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1788 {
1789         int cpu;
1790
1791         for_each_possible_cpu(cpu)
1792                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1793 }
1794
1795 /*
1796  * Remove the cpu slab
1797  */
1798 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1799                                 void *freelist)
1800 {
1801         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1802         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1803         int lock = 0;
1804         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1805         void *nextfree;
1806         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1807         struct page new;
1808         struct page old;
1809
1810         if (page->freelist) {
1811                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1812                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1813         }
1814
1815         /*
1816          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1817          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1818          * last one.
1819          *
1820          * There is no need to take the list->lock because the page
1821          * is still frozen.
1822          */
1823         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1824                 void *prior;
1825                 unsigned long counters;
1826
1827                 do {
1828                         prior = page->freelist;
1829                         counters = page->counters;
1830                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1831                         new.counters = counters;
1832                         new.inuse--;
1833                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1834
1835                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1836                         prior, counters,
1837                         freelist, new.counters,
1838                         "drain percpu freelist"));
1839
1840                 freelist = nextfree;
1841         }
1842
1843         /*
1844          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1845          * list presence reflects the actual number of objects
1846          * during unfreeze.
1847          *
1848          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1849          * with the count. If there is a mismatch then the page
1850          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1851          *
1852          * Then we restart the process which may have to remove
1853          * the page from the list that we just put it on again
1854          * because the number of objects in the slab may have
1855          * changed.
1856          */
1857 redo:
1858
1859         old.freelist = page->freelist;
1860         old.counters = page->counters;
1861         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1862
1863         /* Determine target state of the slab */
1864         new.counters = old.counters;
1865         if (freelist) {
1866                 new.inuse--;
1867                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1868                 new.freelist = freelist;
1869         } else
1870                 new.freelist = old.freelist;
1871
1872         new.frozen = 0;
1873
1874         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1875                 m = M_FREE;
1876         else if (new.freelist) {
1877                 m = M_PARTIAL;
1878                 if (!lock) {
1879                         lock = 1;
1880                         /*
1881                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1882                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1883                          * is frozen
1884                          */
1885                         spin_lock(&n->list_lock);
1886                 }
1887         } else {
1888                 m = M_FULL;
1889                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1890                         lock = 1;
1891                         /*
1892                          * This also ensures that the scanning of full
1893                          * slabs from diagnostic functions will not see
1894                          * any frozen slabs.
1895                          */
1896                         spin_lock(&n->list_lock);
1897                 }
1898         }
1899
1900         if (l != m) {
1901
1902                 if (l == M_PARTIAL)
1903
1904                         remove_partial(n, page);
1905
1906                 else if (l == M_FULL)
1907
1908                         remove_full(s, n, page);
1909
1910                 if (m == M_PARTIAL) {
1911
1912                         add_partial(n, page, tail);
1913                         stat(s, tail);
1914
1915                 } else if (m == M_FULL) {
1916
1917                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1918                         add_full(s, n, page);
1919
1920                 }
1921         }
1922
1923         l = m;
1924         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1925                                 old.freelist, old.counters,
1926                                 new.freelist, new.counters,
1927                                 "unfreezing slab"))
1928                 goto redo;
1929
1930         if (lock)
1931                 spin_unlock(&n->list_lock);
1932
1933         if (m == M_FREE) {
1934                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1935                 discard_slab(s, page);
1936                 stat(s, FREE_SLAB);
1937         }
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1942  *
1943  * This function must be called with interrupts disabled
1944  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1945  * to guarantee no concurrent accesses).
1946  */
1947 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1948                 struct kmem_cache_cpu *c)
1949 {
1950 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1951         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1952         struct page *page, *discard_page = NULL;
1953
1954         while ((page = c->partial)) {
1955                 struct page new;
1956                 struct page old;
1957
1958                 c->partial = page->next;
1959
1960                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1961                 if (n != n2) {
1962                         if (n)
1963                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1964
1965                         n = n2;
1966                         spin_lock(&n->list_lock);
1967                 }
1968
1969                 do {
1970
1971                         old.freelist = page->freelist;
1972                         old.counters = page->counters;
1973                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1974
1975                         new.counters = old.counters;
1976                         new.freelist = old.freelist;
1977
1978                         new.frozen = 0;
1979
1980                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1981                                 old.freelist, old.counters,
1982                                 new.freelist, new.counters,
1983                                 "unfreezing slab"));
1984
1985                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1986                         page->next = discard_page;
1987                         discard_page = page;
1988                 } else {
1989                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1990                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1991                 }
1992         }
1993
1994         if (n)
1995                 spin_unlock(&n->list_lock);
1996
1997         while (discard_page) {
1998                 page = discard_page;
1999                 discard_page = discard_page->next;
2000
2001                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2002                 discard_slab(s, page);
2003                 stat(s, FREE_SLAB);
2004         }
2005 #endif
2006 }
2007
2008 /*
2009  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2010  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2011  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2012  * onto a random cpus partial slot.
2013  *
2014  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2015  * per node partial list.
2016  */
2017 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2018 {
2019 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2020         struct page *oldpage;
2021         int pages;
2022         int pobjects;
2023
2024         do {
2025                 pages = 0;
2026                 pobjects = 0;
2027                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2028
2029                 if (oldpage) {
2030                         pobjects = oldpage->pobjects;
2031                         pages = oldpage->pages;
2032                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2033                                 unsigned long flags;
2034                                 /*
2035                                  * partial array is full. Move the existing
2036                                  * set to the per node partial list.
2037                                  */
2038                                 local_irq_save(flags);
2039                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2040                                 local_irq_restore(flags);
2041                                 oldpage = NULL;
2042                                 pobjects = 0;
2043                                 pages = 0;
2044                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2045                         }
2046                 }
2047
2048                 pages++;
2049                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2050
2051                 page->pages = pages;
2052                 page->pobjects = pobjects;
2053                 page->next = oldpage;
2054
2055         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2056                                                                 != oldpage);
2057 #endif
2058 }
2059
2060 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2061 {
2062         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2063         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2064
2065         c->tid = next_tid(c->tid);
2066         c->page = NULL;
2067         c->freelist = NULL;
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Flush cpu slab.
2072  *
2073  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2074  */
2075 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2076 {
2077         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2078
2079         if (likely(c)) {
2080                 if (c->page)
2081                         flush_slab(s, c);
2082
2083                 unfreeze_partials(s, c);
2084         }
2085 }
2086
2087 static void flush_cpu_slab(void *d)
2088 {
2089         struct kmem_cache *s = d;
2090
2091         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2092 }
2093
2094 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2095 {
2096         struct kmem_cache *s = info;
2097         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2098
2099         return c->page || c->partial;
2100 }
2101
2102 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2103 {
2104         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2105 }
2106
2107 /*
2108  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2109  * locality expectations.
2110  */
2111 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2112 {
2113 #ifdef CONFIG_NUMA
2114         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2115                 return 0;
2116 #endif
2117         return 1;
2118 }
2119
2120 static int count_free(struct page *page)
2121 {
2122         return page->objects - page->inuse;
2123 }
2124
2125 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2126                                         int (*get_count)(struct page *))
2127 {
2128         unsigned long flags;
2129         unsigned long x = 0;
2130         struct page *page;
2131
2132         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2133         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2134                 x += get_count(page);
2135         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2136         return x;
2137 }
2138
2139 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2140 {
2141 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2142         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2143 #else
2144         return 0;
2145 #endif
2146 }
2147
2148 static noinline void
2149 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2150 {
2151         int node;
2152
2153         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2154                 nid, gfpflags);
2155         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2156                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2157                 oo_order(s->min));
2158
2159         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2160                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2161                         s->name);
2162
2163         for_each_online_node(node) {
2164                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2165                 unsigned long nr_slabs;
2166                 unsigned long nr_objs;
2167                 unsigned long nr_free;
2168
2169                 if (!n)
2170                         continue;
2171
2172                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2173                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2174                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2175
2176                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2177                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2178         }
2179 }
2180
2181 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2182                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2183 {
2184         void *freelist;
2185         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2186         struct page *page;
2187
2188         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2189
2190         if (freelist)
2191                 return freelist;
2192
2193         page = new_slab(s, flags, node);
2194         if (page) {
2195                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2196                 if (c->page)
2197                         flush_slab(s, c);
2198
2199                 /*
2200                  * No other reference to the page yet so we can
2201                  * muck around with it freely without cmpxchg
2202                  */
2203                 freelist = page->freelist;
2204                 page->freelist = NULL;
2205
2206                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2207                 c->page = page;
2208                 *pc = c;
2209         } else
2210                 freelist = NULL;
2211
2212         return freelist;
2213 }
2214
2215 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2216 {
2217         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2218                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2219
2220         return true;
2221 }
2222
2223 /*
2224  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2225  * per cpu freelist or deactivate the page.
2226  *
2227  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2228  *
2229  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2230  *
2231  * This function must be called with interrupt disabled.
2232  */
2233 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2234 {
2235         struct page new;
2236         unsigned long counters;
2237         void *freelist;
2238
2239         do {
2240                 freelist = page->freelist;
2241                 counters = page->counters;
2242
2243                 new.counters = counters;
2244                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2245
2246                 new.inuse = page->objects;
2247                 new.frozen = freelist != NULL;
2248
2249         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2250                 freelist, counters,
2251                 NULL, new.counters,
2252                 "get_freelist"));
2253
2254         return freelist;
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2259  * debugging duties.
2260  *
2261  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2262  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2263  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2264  *
2265  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2266  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2267  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2268  *
2269  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2270  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2271  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2272  */
2273 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2274                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2275 {
2276         void *freelist;
2277         struct page *page;
2278         unsigned long flags;
2279
2280         local_irq_save(flags);
2281 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2282         /*
2283          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2284          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2285          * pointer.
2286          */
2287         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2288 #endif
2289
2290         page = c->page;
2291         if (!page)
2292                 goto new_slab;
2293 redo:
2294
2295         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2296                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2297                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2298                 c->page = NULL;
2299                 c->freelist = NULL;
2300                 goto new_slab;
2301         }
2302
2303         /*
2304          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2305          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2306          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2307          */
2308         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2309                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2310                 c->page = NULL;
2311                 c->freelist = NULL;
2312                 goto new_slab;
2313         }
2314
2315         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2316         freelist = c->freelist;
2317         if (freelist)
2318                 goto load_freelist;
2319
2320         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2321
2322         freelist = get_freelist(s, page);
2323
2324         if (!freelist) {
2325                 c->page = NULL;
2326                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2327                 goto new_slab;
2328         }
2329
2330         stat(s, ALLOC_REFILL);
2331
2332 load_freelist:
2333         /*
2334          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2335          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2336          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2337          */
2338         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2339         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2340         c->tid = next_tid(c->tid);
2341         local_irq_restore(flags);
2342         return freelist;
2343
2344 new_slab:
2345
2346         if (c->partial) {
2347                 page = c->page = c->partial;
2348                 c->partial = page->next;
2349                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2350                 c->freelist = NULL;
2351                 goto redo;
2352         }
2353
2354         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2355
2356         if (unlikely(!freelist)) {
2357                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2358                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2359
2360                 local_irq_restore(flags);
2361                 return NULL;
2362         }
2363
2364         page = c->page;
2365         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2366                 goto load_freelist;
2367
2368         /* Only entered in the debug case */
2369         if (kmem_cache_debug(s) &&
2370                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2371                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2372
2373         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2374         c->page = NULL;
2375         c->freelist = NULL;
2376         local_irq_restore(flags);
2377         return freelist;
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2382  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2383  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2384  *
2385  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2386  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2387  *
2388  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2389  */
2390 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2391                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2392 {
2393         void **object;
2394         struct kmem_cache_cpu *c;
2395         struct page *page;
2396         unsigned long tid;
2397
2398         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2399                 return NULL;
2400
2401         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2402 redo:
2403         /*
2404          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2405          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2406          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2407          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2408          *
2409          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2410          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2411          * on a different processor between the determination of the pointer
2412          * and the retrieval of the tid.
2413          */
2414         preempt_disable();
2415         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2416
2417         /*
2418          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2419          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2420          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2421          * linked list in between.
2422          */
2423         tid = c->tid;
2424         preempt_enable();
2425
2426         object = c->freelist;
2427         page = c->page;
2428         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2429                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2430
2431         else {
2432                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2433
2434                 /*
2435                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2436                  * operation and if we are on the right processor.
2437                  *
2438                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2439                  * semantics!)
2440                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2441                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2442                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2443                  *
2444                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2445                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2446                  * other cpus.
2447                  */
2448                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2449                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2450                                 object, tid,
2451                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2452
2453                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2454                         goto redo;
2455                 }
2456                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2457                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2458         }
2459
2460         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2461                 memset(object, 0, s->object_size);
2462
2463         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2464
2465         return object;
2466 }
2467
2468 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2469                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2470 {
2471         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2472 }
2473
2474 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2475 {
2476         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2477
2478         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2479                                 s->size, gfpflags);
2480
2481         return ret;
2482 }
2483 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2484
2485 #ifdef CONFIG_TRACING
2486 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2487 {
2488         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2489         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2490         return ret;
2491 }
2492 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2493 #endif
2494
2495 #ifdef CONFIG_NUMA
2496 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2497 {
2498         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2499
2500         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2501                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2502
2503         return ret;
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2506
2507 #ifdef CONFIG_TRACING
2508 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2509                                     gfp_t gfpflags,
2510                                     int node, size_t size)
2511 {
2512         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2513
2514         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2515                            size, s->size, gfpflags, node);
2516         return ret;
2517 }
2518 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2519 #endif
2520 #endif
2521
2522 /*
2523  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2524  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2525  *
2526  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2527  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2528  * handling required then we can return immediately.
2529  */
2530 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2531                         void *x, unsigned long addr)
2532 {
2533         void *prior;
2534         void **object = (void *)x;
2535         int was_frozen;
2536         struct page new;
2537         unsigned long counters;
2538         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2539         unsigned long uninitialized_var(flags);
2540
2541         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2542
2543         if (kmem_cache_debug(s) &&
2544                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2545                 return;
2546
2547         do {
2548                 if (unlikely(n)) {
2549                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2550                         n = NULL;
2551                 }
2552                 prior = page->freelist;
2553                 counters = page->counters;
2554                 set_freepointer(s, object, prior);
2555                 new.counters = counters;
2556                 was_frozen = new.frozen;
2557                 new.inuse--;
2558                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2559
2560                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2561
2562                                 /*
2563                                  * Slab was on no list before and will be
2564                                  * partially empty
2565                                  * We can defer the list move and instead
2566                                  * freeze it.
2567                                  */
2568                                 new.frozen = 1;
2569
2570                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2571
2572                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2573                                 /*
2574                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2575                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2576                                  * drop the list_lock without any processing.
2577                                  *
2578                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2579                                  * other processors updating the list of slabs.
2580                                  */
2581                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2582
2583                         }
2584                 }
2585
2586         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2587                 prior, counters,
2588                 object, new.counters,
2589                 "__slab_free"));
2590
2591         if (likely(!n)) {
2592
2593                 /*
2594                  * If we just froze the page then put it onto the
2595                  * per cpu partial list.
2596                  */
2597                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2598                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2599                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2600                 }
2601                 /*
2602                  * The list lock was not taken therefore no list
2603                  * activity can be necessary.
2604                  */
2605                 if (was_frozen)
2606                         stat(s, FREE_FROZEN);
2607                 return;
2608         }
2609
2610         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2611                 goto slab_empty;
2612
2613         /*
2614          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2615          * then add it.
2616          */
2617         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2618                 if (kmem_cache_debug(s))
2619                         remove_full(s, n, page);
2620                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2621                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2622         }
2623         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2624         return;
2625
2626 slab_empty:
2627         if (prior) {
2628                 /*
2629                  * Slab on the partial list.
2630                  */
2631                 remove_partial(n, page);
2632                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2633         } else {
2634                 /* Slab must be on the full list */
2635                 remove_full(s, n, page);
2636         }
2637
2638         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2639         stat(s, FREE_SLAB);
2640         discard_slab(s, page);
2641 }
2642
2643 /*
2644  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2645  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2646  *
2647  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2648  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2649  * the item before.
2650  *
2651  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2652  * with all sorts of special processing.
2653  */
2654 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2655                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2656 {
2657         void **object = (void *)x;
2658         struct kmem_cache_cpu *c;
2659         unsigned long tid;
2660
2661         slab_free_hook(s, x);
2662
2663 redo:
2664         /*
2665          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2666          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2667          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2668          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2669          */
2670         preempt_disable();
2671         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2672
2673         tid = c->tid;
2674         preempt_enable();
2675
2676         if (likely(page == c->page)) {
2677                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2678
2679                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2680                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2681                                 c->freelist, tid,
2682                                 object, next_tid(tid)))) {
2683
2684                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2685                         goto redo;
2686                 }
2687                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2688         } else
2689                 __slab_free(s, page, x, addr);
2690
2691 }
2692
2693 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2694 {
2695         s = cache_from_obj(s, x);
2696         if (!s)
2697                 return;
2698         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2699         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2700 }
2701 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2702
2703 /*
2704  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2705  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2706  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2707  * another.
2708  *
2709  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2710  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2711  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2712  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2713  * locking overhead.
2714  */
2715
2716 /*
2717  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2718  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2719  * and increases the number of allocations possible without having to
2720  * take the list_lock.
2721  */
2722 static int slub_min_order;
2723 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2724 static int slub_min_objects;
2725
2726 /*
2727  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2728  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2729  */
2730 static int slub_nomerge;
2731
2732 /*
2733  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2734  *
2735  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2736  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2737  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2738  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2739  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2740  * would be wasted.
2741  *
2742  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2743  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2744  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2745  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2746  *
2747  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2748  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2749  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2750  * of space in favor of a small page order.
2751  *
2752  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2753  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2754  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2755  * the smallest order which will fit the object.
2756  */
2757 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2758                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2759 {
2760         int order;
2761         int rem;
2762         int min_order = slub_min_order;
2763
2764         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2765                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2766
2767         for (order = max(min_order,
2768                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2769                         order <= max_order; order++) {
2770
2771                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2772
2773                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2774                         continue;
2775
2776                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2777
2778                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2779                         break;
2780
2781         }
2782
2783         return order;
2784 }
2785
2786 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2787 {
2788         int order;
2789         int min_objects;
2790         int fraction;
2791         int max_objects;
2792
2793         /*
2794          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2795          * works by first attempting to generate a layout with
2796          * the best configuration and backing off gradually.
2797          *
2798          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2799          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2800          */
2801         min_objects = slub_min_objects;
2802         if (!min_objects)
2803                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2804         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2805         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2806
2807         while (min_objects > 1) {
2808                 fraction = 16;
2809                 while (fraction >= 4) {
2810                         order = slab_order(size, min_objects,
2811                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2812                         if (order <= slub_max_order)
2813                                 return order;
2814                         fraction /= 2;
2815                 }
2816                 min_objects--;
2817         }
2818
2819         /*
2820          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2821          * lets see if we can place a single object there.
2822          */
2823         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2824         if (order <= slub_max_order)
2825                 return order;
2826
2827         /*
2828          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2829          */
2830         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2831         if (order < MAX_ORDER)
2832                 return order;
2833         return -ENOSYS;
2834 }
2835
2836 static void
2837 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2838 {
2839         n->nr_partial = 0;
2840         spin_lock_init(&n->list_lock);
2841         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2842 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2843         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2844         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2845         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2846 #endif
2847 }
2848
2849 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2850 {
2851         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2852                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2853
2854         /*
2855          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2856          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2857          */
2858         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2859                                      2 * sizeof(void *));
2860
2861         if (!s->cpu_slab)
2862                 return 0;
2863
2864         init_kmem_cache_cpus(s);
2865
2866         return 1;
2867 }
2868
2869 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2870
2871 /*
2872  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2873  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2874  * possible.
2875  *
2876  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2877  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2878  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2879  */
2880 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2881 {
2882         struct page *page;
2883         struct kmem_cache_node *n;
2884
2885         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2886
2887         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2888
2889         BUG_ON(!page);
2890         if (page_to_nid(page) != node) {
2891                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
2892                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
2893         }
2894
2895         n = page->freelist;
2896         BUG_ON(!n);
2897         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2898         page->inuse = 1;
2899         page->frozen = 0;
2900         kmem_cache_node->node[node] = n;
2901 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2902         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2903         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2904 #endif
2905         init_kmem_cache_node(n);
2906         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2907
2908         /*
2909          * No locks need to be taken here as it has just been
2910          * initialized and there is no concurrent access.
2911          */
2912         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2913 }
2914
2915 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2916 {
2917         int node;
2918
2919         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2920                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2921
2922                 if (n)
2923                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2924
2925                 s->node[node] = NULL;
2926         }
2927 }
2928
2929 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2930 {
2931         int node;
2932
2933         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2934                 struct kmem_cache_node *n;
2935
2936                 if (slab_state == DOWN) {
2937                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2938                         continue;
2939                 }
2940                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2941                                                 GFP_KERNEL, node);
2942
2943                 if (!n) {
2944                         free_kmem_cache_nodes(s);
2945                         return 0;
2946                 }
2947
2948                 s->node[node] = n;
2949                 init_kmem_cache_node(n);
2950         }
2951         return 1;
2952 }
2953
2954 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2955 {
2956         if (min < MIN_PARTIAL)
2957                 min = MIN_PARTIAL;
2958         else if (min > MAX_PARTIAL)
2959                 min = MAX_PARTIAL;
2960         s->min_partial = min;
2961 }
2962
2963 /*
2964  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2965  * a slab object.
2966  */
2967 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2968 {
2969         unsigned long flags = s->flags;
2970         unsigned long size = s->object_size;
2971         int order;
2972
2973         /*
2974          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2975          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2976          * the possible location of the free pointer.
2977          */
2978         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2979
2980 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2981         /*
2982          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2983          * the slab may touch the object after free or before allocation
2984          * then we should never poison the object itself.
2985          */
2986         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2987                         !s->ctor)
2988                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2989         else
2990                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2991
2992
2993         /*
2994          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2995          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2996          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2997          */
2998         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2999                 size += sizeof(void *);
3000 #endif
3001
3002         /*
3003          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3004          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3005          */
3006         s->inuse = size;
3007
3008         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3009                 s->ctor)) {
3010                 /*
3011                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3012                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3013                  * kmem_cache_free.
3014                  *
3015                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3016                  * destructor or are poisoning the objects.
3017                  */
3018                 s->offset = size;
3019                 size += sizeof(void *);
3020         }
3021
3022 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3023         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3024                 /*
3025                  * Need to store information about allocs and frees after
3026                  * the object.
3027                  */
3028                 size += 2 * sizeof(struct track);
3029
3030         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3031                 /*
3032                  * Add some empty padding so that we can catch
3033                  * overwrites from earlier objects rather than let
3034                  * tracking information or the free pointer be
3035                  * corrupted if a user writes before the start
3036                  * of the object.
3037                  */
3038                 size += sizeof(void *);
3039 #endif
3040
3041         /*
3042          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3043          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3044          * each object to conform to the alignment.
3045          */
3046         size = ALIGN(size, s->align);
3047         s->size = size;
3048         if (forced_order >= 0)
3049                 order = forced_order;
3050         else
3051                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3052
3053         if (order < 0)
3054                 return 0;
3055
3056         s->allocflags = 0;
3057         if (order)
3058                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3059
3060         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3061                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3062
3063         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3064                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3065
3066         /*
3067          * Determine the number of objects per slab
3068          */
3069         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3070         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3071         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3072                 s->max = s->oo;
3073
3074         return !!oo_objects(s->oo);
3075 }
3076
3077 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3078 {
3079         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3080         s->reserved = 0;
3081
3082         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3083                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3084
3085         if (!calculate_sizes(s, -1))
3086                 goto error;
3087         if (disable_higher_order_debug) {
3088                 /*
3089                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3090                  * order increased.
3091                  */
3092                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3093                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3094                         s->offset = 0;
3095                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3096                                 goto error;
3097                 }
3098         }
3099
3100 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3101     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3102         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3103                 /* Enable fast mode */
3104                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3105 #endif
3106
3107         /*
3108          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3109          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3110          */
3111         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3112
3113         /*
3114          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3115          * per cpu partial lists of a processor.
3116          *
3117          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3118          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3119          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3120          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3121          *
3122          * This setting also determines
3123          *
3124          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3125          *    per node list when we reach the limit.
3126          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3127          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3128          *    50% to keep some capacity around for frees.
3129          */
3130         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3131                 s->cpu_partial = 0;
3132         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3133                 s->cpu_partial = 2;
3134         else if (s->size >= 1024)
3135                 s->cpu_partial = 6;
3136         else if (s->size >= 256)
3137                 s->cpu_partial = 13;
3138         else
3139                 s->cpu_partial = 30;
3140
3141 #ifdef CONFIG_NUMA
3142         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3143 #endif
3144         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3145                 goto error;
3146
3147         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3148                 return 0;
3149
3150         free_kmem_cache_nodes(s);
3151 error:
3152         if (flags & SLAB_PANIC)
3153                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3154                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3155                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3156                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3157         return -EINVAL;
3158 }
3159
3160 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3161                                                         const char *text)
3162 {
3163 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3164         void *addr = page_address(page);
3165         void *p;
3166         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3167                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3168         if (!map)
3169                 return;
3170         slab_err(s, page, text, s->name);
3171         slab_lock(page);
3172
3173         get_map(s, page, map);
3174         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3175
3176                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3177                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3178                         print_tracking(s, p);
3179                 }
3180         }
3181         slab_unlock(page);
3182         kfree(map);
3183 #endif
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3188  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3189  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3190  */
3191 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3192 {
3193         struct page *page, *h;
3194
3195         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3196                 if (!page->inuse) {
3197                         __remove_partial(n, page);
3198                         discard_slab(s, page);
3199                 } else {
3200                         list_slab_objects(s, page,
3201                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3202                 }
3203         }
3204 }
3205
3206 /*
3207  * Release all resources used by a slab cache.
3208  */
3209 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3210 {
3211         int node;
3212
3213         flush_all(s);
3214         /* Attempt to free all objects */
3215         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3216                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3217
3218                 free_partial(s, n);
3219                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3220                         return 1;
3221         }
3222         free_percpu(s->cpu_slab);
3223         free_kmem_cache_nodes(s);
3224         return 0;
3225 }
3226
3227 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3228 {
3229         return kmem_cache_close(s);
3230 }
3231
3232 /********************************************************************
3233  *              Kmalloc subsystem
3234  *******************************************************************/
3235
3236 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3237 {
3238         get_option(&str, &slub_min_order);
3239
3240         return 1;
3241 }
3242
3243 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3244
3245 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3246 {
3247         get_option(&str, &slub_max_order);
3248         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3249
3250         return 1;
3251 }
3252
3253 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3254
3255 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3256 {
3257         get_option(&str, &slub_min_objects);
3258
3259         return 1;
3260 }
3261
3262 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3263
3264 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3265 {
3266         slub_nomerge = 1;
3267         return 1;
3268 }
3269
3270 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3271
3272 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3273 {
3274         struct kmem_cache *s;
3275         void *ret;
3276
3277         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3278                 return kmalloc_large(size, flags);
3279
3280         s = kmalloc_slab(size, flags);
3281
3282         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3283                 return s;
3284
3285         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3286
3287         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3288
3289         return ret;
3290 }
3291 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3292
3293 #ifdef CONFIG_NUMA
3294 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3295 {
3296         struct page *page;
3297         void *ptr = NULL;
3298
3299         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3300         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3301         if (page)
3302                 ptr = page_address(page);
3303
3304         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3305         return ptr;
3306 }
3307
3308 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3309 {
3310         struct kmem_cache *s;
3311         void *ret;
3312
3313         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3314                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3315
3316                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3317                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3318                                    flags, node);
3319
3320                 return ret;
3321         }
3322
3323         s = kmalloc_slab(size, flags);
3324
3325         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3326                 return s;
3327
3328         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3329
3330         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3331
3332         return ret;
3333 }
3334 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3335 #endif
3336
3337 size_t ksize(const void *object)
3338 {
3339         struct page *page;
3340
3341         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3342                 return 0;
3343
3344         page = virt_to_head_page(object);
3345
3346         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3347                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3348                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3349         }
3350
3351         return slab_ksize(page->slab_cache);
3352 }
3353 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3354
3355 void kfree(const void *x)
3356 {
3357         struct page *page;
3358         void *object = (void *)x;
3359
3360         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3361
3362         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3363                 return;
3364
3365         page = virt_to_head_page(x);
3366         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3367                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3368                 kfree_hook(x);
3369                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3370                 return;
3371         }
3372         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3373 }
3374 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3375
3376 /*
3377  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3378  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3379  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3380  * and thus they can be removed from the partial lists.
3381  *
3382  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3383  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3384  * are freed in them.
3385  */
3386 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3387 {
3388         int node;
3389         int i;
3390         struct kmem_cache_node *n;
3391         struct page *page;
3392         struct page *t;
3393         int objects = oo_objects(s->max);
3394         struct list_head *slabs_by_inuse =
3395                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3396         unsigned long flags;
3397
3398         if (!slabs_by_inuse)
3399                 return -ENOMEM;
3400
3401         flush_all(s);
3402         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3403                 n = get_node(s, node);
3404
3405                 if (!n->nr_partial)
3406                         continue;
3407
3408                 for (i = 0; i < objects; i++)
3409                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3410
3411                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3412
3413                 /*
3414                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3415                  *
3416                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3417                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3418                  */
3419                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3420                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3421                         if (!page->inuse)
3422                                 n->nr_partial--;
3423                 }
3424
3425                 /*
3426                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3427                  * first and the least used slabs at the end.
3428                  */
3429                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3430                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3431
3432                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3433
3434                 /* Release empty slabs */
3435                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3436                         discard_slab(s, page);
3437         }
3438
3439         kfree(slabs_by_inuse);
3440         return 0;
3441 }
3442 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3443
3444 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3445 {
3446         struct kmem_cache *s;
3447
3448         mutex_lock(&slab_mutex);
3449         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3450                 kmem_cache_shrink(s);
3451         mutex_unlock(&slab_mutex);
3452
3453         return 0;
3454 }
3455
3456 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3457 {
3458         struct kmem_cache_node *n;
3459         struct kmem_cache *s;
3460         struct memory_notify *marg = arg;
3461         int offline_node;
3462
3463         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3464
3465         /*
3466          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3467          * for it yet.
3468          */
3469         if (offline_node < 0)
3470                 return;
3471
3472         mutex_lock(&slab_mutex);
3473         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3474                 n = get_node(s, offline_node);
3475                 if (n) {
3476                         /*
3477                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3478                          * that is going down. We were unable to free them,
3479                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3480                          * callback. So, we must fail.
3481                          */
3482                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3483
3484                         s->node[offline_node] = NULL;
3485                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3486                 }
3487         }
3488         mutex_unlock(&slab_mutex);
3489 }
3490
3491 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3492 {
3493         struct kmem_cache_node *n;
3494         struct kmem_cache *s;
3495         struct memory_notify *marg = arg;
3496         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3497         int ret = 0;
3498
3499         /*
3500          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3501          * already created. Nothing to do.
3502          */
3503         if (nid < 0)
3504                 return 0;
3505
3506         /*
3507          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3508          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3509          * online.
3510          */
3511         mutex_lock(&slab_mutex);
3512         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3513                 /*
3514                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3515                  *      since memory is not yet available from the node that
3516                  *      is brought up.
3517                  */
3518                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3519                 if (!n) {
3520                         ret = -ENOMEM;
3521                         goto out;
3522                 }
3523                 init_kmem_cache_node(n);
3524                 s->node[nid] = n;
3525         }
3526 out:
3527         mutex_unlock(&slab_mutex);
3528         return ret;
3529 }
3530
3531 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3532                                 unsigned long action, void *arg)
3533 {
3534         int ret = 0;
3535
3536         switch (action) {
3537         case MEM_GOING_ONLINE:
3538                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3539                 break;
3540         case MEM_GOING_OFFLINE:
3541                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3542                 break;
3543         case MEM_OFFLINE:
3544         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3545                 slab_mem_offline_callback(arg);
3546                 break;
3547         case MEM_ONLINE:
3548         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3549                 break;
3550         }
3551         if (ret)
3552                 ret = notifier_from_errno(ret);
3553         else
3554                 ret = NOTIFY_OK;
3555         return ret;
3556 }
3557
3558 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3559         .notifier_call = slab_memory_callback,
3560         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3561 };
3562
3563 /********************************************************************
3564  *                      Basic setup of slabs
3565  *******************************************************************/
3566
3567 /*
3568  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3569  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3570  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3571  */
3572
3573 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3574 {
3575         int node;
3576         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3577
3578         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3579
3580         /*
3581          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3582          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3583          * IPIs around.
3584          */
3585         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3586         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3587                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3588                 struct page *p;
3589
3590                 if (n) {
3591                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3592                                 p->slab_cache = s;
3593
3594 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3595                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3596                                 p->slab_cache = s;
3597 #endif
3598                 }
3599         }
3600         list_add(&s->list, &slab_caches);
3601         return s;
3602 }
3603
3604 void __init kmem_cache_init(void)
3605 {
3606         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3607                 boot_kmem_cache_node;
3608
3609         if (debug_guardpage_minorder())
3610                 slub_max_order = 0;
3611
3612         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3613         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3614
3615         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3616                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3617
3618         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3619
3620         /* Able to allocate the per node structures */
3621         slab_state = PARTIAL;
3622
3623         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3624                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3625                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3626                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3627
3628         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3629
3630         /*
3631          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3632          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3633          * update any list pointers.
3634          */
3635         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3636
3637         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3638         create_kmalloc_caches(0);
3639
3640 #ifdef CONFIG_SMP
3641         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3642 #endif
3643
3644         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3645                 cache_line_size(),
3646                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3647                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3648 }
3649
3650 void __init kmem_cache_init_late(void)
3651 {
3652 }
3653
3654 /*
3655  * Find a mergeable slab cache
3656  */
3657 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3658 {
3659         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3660                 return 1;
3661
3662         if (!is_root_cache(s))
3663                 return 1;
3664
3665         if (s->ctor)
3666                 return 1;
3667
3668         /*
3669          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3670          */
3671         if (s->refcount < 0)
3672                 return 1;
3673
3674         return 0;
3675 }
3676
3677 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size, size_t align,
3678                 unsigned long flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
3679 {
3680         struct kmem_cache *s;
3681
3682         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3683                 return NULL;
3684
3685         if (ctor)
3686                 return NULL;
3687
3688         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3689         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3690         size = ALIGN(size, align);
3691         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3692
3693         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3694                 if (slab_unmergeable(s))
3695                         continue;
3696
3697                 if (size > s->size)
3698                         continue;
3699
3700                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3701                         continue;
3702                 /*
3703                  * Check if alignment is compatible.
3704                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3705                  */
3706                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3707                         continue;
3708
3709                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3710                         continue;
3711
3712                 return s;
3713         }
3714         return NULL;
3715 }
3716
3717 struct kmem_cache *
3718 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3719                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3720 {
3721         struct kmem_cache *s;
3722
3723         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3724         if (s) {
3725                 int i;
3726                 struct kmem_cache *c;
3727
3728                 s->refcount++;
3729
3730                 /*
3731                  * Adjust the object sizes so that we clear
3732                  * the complete object on kzalloc.
3733                  */
3734                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3735                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3736
3737                 for_each_memcg_cache_index(i) {
3738                         c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3739                         if (!c)
3740                                 continue;
3741                         c->object_size = s->object_size;
3742                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3743                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3744                 }
3745
3746                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3747                         s->refcount--;
3748                         s = NULL;
3749                 }
3750         }
3751
3752         return s;
3753 }
3754
3755 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3756 {
3757         int err;
3758
3759         err = kmem_cache_open(s, flags);
3760         if (err)
3761                 return err;
3762
3763         /* Mutex is not taken during early boot */
3764         if (slab_state <= UP)
3765                 return 0;
3766
3767         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3768         err = sysfs_slab_add(s);
3769         if (err)
3770                 kmem_cache_close(s);
3771
3772         return err;
3773 }
3774
3775 #ifdef CONFIG_SMP
3776 /*
3777  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3778  * necessary.
3779  */
3780 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3781                 unsigned long action, void *hcpu)
3782 {
3783         long cpu = (long)hcpu;
3784         struct kmem_cache *s;
3785         unsigned long flags;
3786
3787         switch (action) {
3788         case CPU_UP_CANCELED:
3789         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3790         case CPU_DEAD:
3791         case CPU_DEAD_FROZEN:
3792                 mutex_lock(&slab_mutex);
3793                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3794                         local_irq_save(flags);
3795                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3796                         local_irq_restore(flags);
3797                 }
3798                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3799                 break;
3800         default:
3801                 break;
3802         }
3803         return NOTIFY_OK;
3804 }
3805
3806 static struct notifier_block slab_notifier = {
3807         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3808 };
3809
3810 #endif
3811
3812 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3813 {
3814         struct kmem_cache *s;
3815         void *ret;
3816
3817         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3818                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3819
3820         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3821
3822         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3823                 return s;
3824
3825         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3826
3827         /* Honor the call site pointer we received. */
3828         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3829
3830         return ret;
3831 }
3832
3833 #ifdef CONFIG_NUMA
3834 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3835                                         int node, unsigned long caller)
3836 {
3837         struct kmem_cache *s;
3838         void *ret;
3839
3840         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3841                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3842
3843                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3844                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3845                                    gfpflags, node);
3846
3847                 return ret;
3848         }
3849
3850         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3851
3852         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3853                 return s;
3854
3855         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3856
3857         /* Honor the call site pointer we received. */
3858         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3859
3860         return ret;
3861 }
3862 #endif
3863
3864 #ifdef CONFIG_SYSFS
3865 static int count_inuse(struct page *page)
3866 {
3867         return page->inuse;
3868 }
3869
3870 static int count_total(struct page *page)
3871 {
3872         return page->objects;
3873 }
3874 #endif
3875
3876 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3877 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3878                                                 unsigned long *map)
3879 {
3880         void *p;
3881         void *addr = page_address(page);
3882
3883         if (!check_slab(s, page) ||
3884                         !on_freelist(s, page, NULL))
3885                 return 0;
3886
3887         /* Now we know that a valid freelist exists */
3888         bitmap_zero(map, page->objects);
3889
3890         get_map(s, page, map);
3891         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3892                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3893                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3894                                 return 0;
3895         }
3896
3897         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3898                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3899                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3900                                 return 0;
3901         return 1;
3902 }
3903
3904 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3905                                                 unsigned long *map)
3906 {
3907         slab_lock(page);
3908         validate_slab(s, page, map);
3909         slab_unlock(page);
3910 }
3911
3912 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3913                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3914 {
3915         unsigned long count = 0;
3916         struct page *page;
3917         unsigned long flags;
3918
3919         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3920
3921         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3922                 validate_slab_slab(s, page, map);
3923                 count++;
3924         }
3925         if (count != n->nr_partial)
3926                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3927                        s->name, count, n->nr_partial);
3928
3929         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3930                 goto out;
3931
3932         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3933                 validate_slab_slab(s, page, map);
3934                 count++;
3935         }
3936         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3937                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
3938                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3939
3940 out:
3941         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3942         return count;
3943 }
3944
3945 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3946 {
3947         int node;
3948         unsigned long count = 0;
3949         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3950                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3951
3952         if (!map)
3953                 return -ENOMEM;
3954
3955         flush_all(s);
3956         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3957                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3958
3959                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3960         }
3961         kfree(map);
3962         return count;
3963 }
3964 /*
3965  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3966  * and freed.
3967  */
3968
3969 struct location {
3970         unsigned long count;
3971         unsigned long addr;
3972         long long sum_time;
3973         long min_time;
3974         long max_time;
3975         long min_pid;
3976         long max_pid;
3977         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3978         nodemask_t nodes;
3979 };
3980
3981 struct loc_track {
3982         unsigned long max;
3983         unsigned long count;
3984         struct location *loc;
3985 };
3986
3987 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3988 {
3989         if (t->max)
3990                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3991                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3992 }
3993
3994 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3995 {
3996         struct location *l;
3997         int order;
3998
3999         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4000
4001         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4002         if (!l)
4003                 return 0;
4004
4005         if (t->count) {
4006                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4007                 free_loc_track(t);
4008         }
4009         t->max = max;
4010         t->loc = l;
4011         return 1;
4012 }
4013
4014 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4015                                 const struct track *track)
4016 {
4017         long start, end, pos;
4018         struct location *l;
4019         unsigned long caddr;
4020         unsigned long age = jiffies - track->when;
4021
4022         start = -1;
4023         end = t->count;
4024
4025         for ( ; ; ) {
4026                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4027
4028                 /*
4029                  * There is nothing at "end". If we end up there
4030                  * we need to add something to before end.
4031                  */
4032                 if (pos == end)
4033                         break;
4034
4035                 caddr = t->loc[pos].addr;
4036                 if (track->addr == caddr) {
4037
4038                         l = &t->loc[pos];
4039                         l->count++;
4040                         if (track->when) {
4041                                 l->sum_time += age;
4042                                 if (age < l->min_time)
4043                                         l->min_time = age;
4044                                 if (age > l->max_time)
4045                                         l->max_time = age;
4046
4047                                 if (track->pid < l->min_pid)
4048                                         l->min_pid = track->pid;
4049                                 if (track->pid > l->max_pid)
4050                                         l->max_pid = track->pid;
4051
4052                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4053                                                 to_cpumask(l->cpus));
4054                         }
4055                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4056                         return 1;
4057                 }
4058
4059                 if (track->addr < caddr)
4060                         end = pos;
4061                 else
4062                         start = pos;
4063         }
4064
4065         /*
4066          * Not found. Insert new tracking element.
4067          */
4068         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4069                 return 0;
4070
4071         l = t->loc + pos;
4072         if (pos < t->count)
4073                 memmove(l + 1, l,
4074                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4075         t->count++;
4076         l->count = 1;
4077         l->addr = track->addr;
4078         l->sum_time = age;
4079         l->min_time = age;
4080         l->max_time = age;
4081         l->min_pid = track->pid;
4082         l->max_pid = track->pid;
4083         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4084         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4085         nodes_clear(l->nodes);
4086         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4087         return 1;
4088 }
4089
4090 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4091                 struct page *page, enum track_item alloc,
4092                 unsigned long *map)
4093 {
4094         void *addr = page_address(page);
4095         void *p;
4096
4097         bitmap_zero(map, page->objects);
4098         get_map(s, page, map);
4099
4100         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4101                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4102                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4103 }
4104
4105 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4106                                         enum track_item alloc)
4107 {
4108         int len = 0;
4109         unsigned long i;
4110         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4111         int node;
4112         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4113                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4114
4115         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4116                                      GFP_TEMPORARY)) {
4117                 kfree(map);
4118                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4119         }
4120         /* Push back cpu slabs */
4121         flush_all(s);
4122
4123         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4124                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4125                 unsigned long flags;
4126                 struct page *page;
4127
4128                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4129                         continue;
4130
4131                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4132                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4133                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4134                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4135                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4136                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4137         }
4138
4139         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4140                 struct location *l = &t.loc[i];
4141
4142                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4143                         break;
4144                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4145
4146                 if (l->addr)
4147                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4148                 else
4149                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4150
4151                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4152                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4153                                 l->min_time,
4154                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4155                                 l->max_time);
4156                 } else
4157                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4158                                 l->min_time);
4159
4160                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4161                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4162                                 l->min_pid, l->max_pid);
4163                 else
4164                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4165                                 l->min_pid);
4166
4167                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4168                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4169                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4170                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4171                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4172                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4173                                                  to_cpumask(l->cpus));
4174                 }
4175
4176                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4177                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4178                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4179                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4180                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4181                                                   l->nodes);
4182                 }
4183
4184                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4185         }
4186
4187         free_loc_track(&t);
4188         kfree(map);
4189         if (!t.count)
4190                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4191         return len;
4192 }
4193 #endif
4194
4195 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4196 static void resiliency_test(void)
4197 {
4198         u8 *p;
4199
4200         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4201
4202         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4203         pr_err("-----------------------\n");
4204         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4205
4206         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4207         p[16] = 0x12;
4208         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4209                p + 16);
4210
4211         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4212
4213         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4214         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4215         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4216         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4217                p);
4218         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4219
4220         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4221         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4222         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4223         *p = 0x56;
4224         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4225                p);
4226         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4227         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4228
4229         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4230         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4231         kfree(p);
4232         *p = 0x78;
4233         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4234         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4235
4236         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4237         kfree(p);
4238         p[50] = 0x9a;
4239         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4240         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4241
4242         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4243         kfree(p);
4244         p[512] = 0xab;
4245         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4246         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4247 }
4248 #else
4249 #ifdef CONFIG_SYSFS
4250 static void resiliency_test(void) {};
4251 #endif
4252 #endif
4253
4254 #ifdef CONFIG_SYSFS
4255 enum slab_stat_type {
4256         SL_ALL,                 /* All slabs */
4257         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4258         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4259         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4260         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4261 };
4262
4263 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4264 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4265 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4266 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4267 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4268
4269 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4270                             char *buf, unsigned long flags)
4271 {
4272         unsigned long total = 0;
4273         int node;
4274         int x;
4275         unsigned long *nodes;
4276
4277         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4278         if (!nodes)
4279                 return -ENOMEM;
4280
4281         if (flags & SO_CPU) {
4282                 int cpu;
4283
4284                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4285                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4286                                                                cpu);
4287                         int node;
4288                         struct page *page;
4289
4290                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4291                         if (!page)
4292                                 continue;
4293
4294                         node = page_to_nid(page);
4295                         if (flags & SO_TOTAL)
4296                                 x = page->objects;
4297                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4298                                 x = page->inuse;
4299                         else
4300                                 x = 1;
4301
4302                         total += x;
4303                         nodes[node] += x;
4304
4305                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4306                         if (page) {
4307                                 node = page_to_nid(page);
4308                                 if (flags & SO_TOTAL)
4309                                         WARN_ON_ONCE(1);
4310                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4311                                         WARN_ON_ONCE(1);
4312                                 else
4313                                         x = page->pages;
4314                                 total += x;
4315                                 nodes[node] += x;
4316                         }
4317                 }
4318         }
4319
4320         lock_memory_hotplug();
4321 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4322         if (flags & SO_ALL) {
4323                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4324                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4325
4326                         if (flags & SO_TOTAL)
4327                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4328                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4329                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4330                                         count_partial(n, count_free);
4331                         else
4332                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4333                         total += x;
4334                         nodes[node] += x;
4335                 }
4336
4337         } else
4338 #endif
4339         if (flags & SO_PARTIAL) {
4340                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4341                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4342
4343                         if (flags & SO_TOTAL)
4344                                 x = count_partial(n, count_total);
4345                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4346                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4347                         else
4348                                 x = n->nr_partial;
4349                         total += x;
4350                         nodes[node] += x;
4351                 }
4352         }
4353         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4354 #ifdef CONFIG_NUMA
4355         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4356                 if (nodes[node])
4357                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4358                                         node, nodes[node]);
4359 #endif
4360         unlock_memory_hotplug();
4361         kfree(nodes);
4362         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4363 }
4364
4365 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4366 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4367 {
4368         int node;
4369
4370         for_each_online_node(node) {
4371                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4372
4373                 if (!n)
4374                         continue;
4375
4376                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4377                         return 1;
4378         }
4379         return 0;
4380 }
4381 #endif
4382
4383 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4384 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4385
4386 struct slab_attribute {
4387         struct attribute attr;
4388         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4389         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4390 };
4391
4392 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4393         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4394         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4395
4396 #define SLAB_ATTR(_name) \
4397         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4398         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4399
4400 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4401 {
4402         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4403 }
4404 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4405
4406 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4407 {
4408         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4409 }
4410 SLAB_ATTR_RO(align);
4411
4412 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4413 {
4414         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4415 }
4416 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4417
4418 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4419 {
4420         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4421 }
4422 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4423
4424 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4425                                 const char *buf, size_t length)
4426 {
4427         unsigned long order;
4428         int err;
4429
4430         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4431         if (err)
4432                 return err;
4433
4434         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4435                 return -EINVAL;
4436
4437         calculate_sizes(s, order);
4438         return length;
4439 }
4440
4441 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4442 {
4443         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4444 }
4445 SLAB_ATTR(order);
4446
4447 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4448 {
4449         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4450 }
4451
4452 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4453                                  size_t length)
4454 {
4455         unsigned long min;
4456         int err;
4457
4458         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4459         if (err)
4460                 return err;
4461
4462         set_min_partial(s, min);
4463         return length;
4464 }
4465 SLAB_ATTR(min_partial);
4466
4467 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4468 {
4469         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4470 }
4471
4472 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4473                                  size_t length)
4474 {
4475         unsigned long objects;
4476         int err;
4477
4478         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4479         if (err)
4480                 return err;
4481         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4482                 return -EINVAL;
4483
4484         s->cpu_partial = objects;
4485         flush_all(s);
4486         return length;
4487 }
4488 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4489
4490 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4491 {
4492         if (!s->ctor)
4493                 return 0;
4494         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4495 }
4496 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4497
4498 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4499 {
4500         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4501 }
4502 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4503
4504 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4505 {
4506         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4507 }
4508 SLAB_ATTR_RO(partial);
4509
4510 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4511 {
4512         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4513 }
4514 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4515
4516 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4517 {
4518         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4519 }
4520 SLAB_ATTR_RO(objects);
4521
4522 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4523 {
4524         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4525 }
4526 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4527
4528 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4529 {
4530         int objects = 0;
4531         int pages = 0;
4532         int cpu;
4533         int len;
4534
4535         for_each_online_cpu(cpu) {
4536                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4537
4538                 if (page) {
4539                         pages += page->pages;
4540                         objects += page->pobjects;
4541                 }
4542         }
4543
4544         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4545
4546 #ifdef CONFIG_SMP
4547         for_each_online_cpu(cpu) {
4548                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4549
4550                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4551                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4552                                 page->pobjects, page->pages);
4553         }
4554 #endif
4555         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4556 }
4557 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4558
4559 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4560 {
4561         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4562 }
4563
4564 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4565                                 const char *buf, size_t length)
4566 {
4567         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4568         if (buf[0] == '1')
4569                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4570         return length;
4571 }
4572 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4573
4574 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4575 {
4576         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4577 }
4578 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4579
4580 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4581 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4582 {
4583         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4584 }
4585 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4586 #endif
4587
4588 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4589 {
4590         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4591 }
4592 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4593
4594 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4595 {
4596         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4597 }
4598 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4599
4600 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4601 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4602 {
4603         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4604 }
4605 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4606
4607 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4608 {
4609         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4610 }
4611 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4612
4613 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4614 {
4615         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4616 }
4617
4618 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4619                                 const char *buf, size_t length)
4620 {
4621         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4622         if (buf[0] == '1') {
4623                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4624                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4625         }
4626         return length;
4627 }
4628 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4629
4630 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4631 {
4632         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4633 }
4634
4635 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4636                                                         size_t length)
4637 {
4638         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4639         if (buf[0] == '1') {
4640                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4641                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4642         }
4643         return length;
4644 }
4645 SLAB_ATTR(trace);
4646
4647 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4648 {
4649         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4650 }
4651
4652 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4653                                 const char *buf, size_t length)
4654 {
4655         if (any_slab_objects(s))
4656                 return -EBUSY;
4657
4658         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4659         if (buf[0] == '1') {
4660                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4661                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4662         }
4663         calculate_sizes(s, -1);
4664         return length;
4665 }
4666 SLAB_ATTR(red_zone);
4667
4668 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4669 {
4670         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4671 }
4672
4673 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4674                                 const char *buf, size_t length)
4675 {
4676         if (any_slab_objects(s))
4677                 return -EBUSY;
4678
4679         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4680         if (buf[0] == '1') {
4681                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4682                 s->flags |= SLAB_POISON;
4683         }
4684         calculate_sizes(s, -1);
4685         return length;
4686 }
4687 SLAB_ATTR(poison);
4688
4689 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4690 {
4691         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4692 }
4693
4694 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4695                                 const char *buf, size_t length)
4696 {
4697         if (any_slab_objects(s))
4698                 return -EBUSY;
4699
4700         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4701         if (buf[0] == '1') {
4702                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4703                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4704         }
4705         calculate_sizes(s, -1);
4706         return length;
4707 }
4708 SLAB_ATTR(store_user);
4709
4710 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4711 {
4712         return 0;
4713 }
4714
4715 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4716                         const char *buf, size_t length)
4717 {
4718         int ret = -EINVAL;
4719
4720         if (buf[0] == '1') {
4721                 ret = validate_slab_cache(s);
4722                 if (ret >= 0)
4723                         ret = length;
4724         }
4725         return ret;
4726 }
4727 SLAB_ATTR(validate);
4728
4729 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4730 {
4731         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4732                 return -ENOSYS;
4733         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4734 }
4735 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4736
4737 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4738 {
4739         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4740                 return -ENOSYS;
4741         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4742 }
4743 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4744 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4745
4746 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4747 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4748 {
4749         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4750 }
4751
4752 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4753                                                         size_t length)
4754 {
4755         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4756         if (buf[0] == '1')
4757                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4758         return length;
4759 }
4760 SLAB_ATTR(failslab);
4761 #endif
4762
4763 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return 0;
4766 }
4767
4768 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4769                         const char *buf, size_t length)
4770 {
4771         if (buf[0] == '1') {
4772                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4773
4774                 if (rc)
4775                         return rc;
4776         } else
4777                 return -EINVAL;
4778         return length;
4779 }
4780 SLAB_ATTR(shrink);
4781
4782 #ifdef CONFIG_NUMA
4783 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4784 {
4785         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4786 }
4787
4788 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4789                                 const char *buf, size_t length)
4790 {
4791         unsigned long ratio;
4792         int err;
4793
4794         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4795         if (err)
4796                 return err;
4797
4798         if (ratio <= 100)
4799                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4800
4801         return length;
4802 }
4803 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4804 #endif
4805
4806 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4807 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4808 {
4809         unsigned long sum  = 0;
4810         int cpu;
4811         int len;
4812         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4813
4814         if (!data)
4815                 return -ENOMEM;
4816
4817         for_each_online_cpu(cpu) {
4818                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4819
4820                 data[cpu] = x;
4821                 sum += x;
4822         }
4823
4824         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4825
4826 #ifdef CONFIG_SMP
4827         for_each_online_cpu(cpu) {
4828                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4829                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4830         }
4831 #endif
4832         kfree(data);
4833         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4834 }
4835
4836 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4837 {
4838         int cpu;
4839
4840         for_each_online_cpu(cpu)
4841                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4842 }
4843
4844 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4845 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4846 {                                                               \
4847         return show_stat(s, buf, si);                           \
4848 }                                                               \
4849 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4850                                 const char *buf, size_t length) \
4851 {                                                               \
4852         if (buf[0] != '0')                                      \
4853                 return -EINVAL;                                 \
4854         clear_stat(s, si);                                      \
4855         return length;                                          \
4856 }                                                               \
4857 SLAB_ATTR(text);                                                \
4858
4859 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4860 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4861 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4862 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4863 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4864 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4865 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4866 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4867 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4868 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4869 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4870 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4871 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4872 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4873 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4874 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4875 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4876 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4877 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4878 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4879 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4880 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4881 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4882 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4883 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4884 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4885 #endif
4886
4887 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4888         &slab_size_attr.attr,
4889         &object_size_attr.attr,
4890         &objs_per_slab_attr.attr,
4891         &order_attr.attr,
4892         &min_partial_attr.attr,
4893         &cpu_partial_attr.attr,
4894         &objects_attr.attr,
4895         &objects_partial_attr.attr,
4896         &partial_attr.attr,
4897         &cpu_slabs_attr.attr,
4898         &ctor_attr.attr,
4899         &aliases_attr.attr,
4900         &align_attr.attr,
4901         &hwcache_align_attr.attr,
4902         &reclaim_account_attr.attr,
4903         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4904         &shrink_attr.attr,
4905         &reserved_attr.attr,
4906         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4907 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4908         &total_objects_attr.attr,
4909         &slabs_attr.attr,
4910         &sanity_checks_attr.attr,
4911         &trace_attr.attr,
4912         &red_zone_attr.attr,
4913         &poison_attr.attr,
4914         &store_user_attr.attr,
4915         &validate_attr.attr,
4916         &alloc_calls_attr.attr,
4917         &free_calls_attr.attr,
4918 #endif
4919 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4920         &cache_dma_attr.attr,
4921 #endif
4922 #ifdef CONFIG_NUMA
4923         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4924 #endif
4925 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4926         &alloc_fastpath_attr.attr,
4927         &alloc_slowpath_attr.attr,
4928         &free_fastpath_attr.attr,
4929         &free_slowpath_attr.attr,
4930         &free_frozen_attr.attr,
4931         &free_add_partial_attr.attr,
4932         &free_remove_partial_attr.attr,
4933         &alloc_from_partial_attr.attr,
4934         &alloc_slab_attr.attr,
4935         &alloc_refill_attr.attr,
4936         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4937         &free_slab_attr.attr,
4938         &cpuslab_flush_attr.attr,
4939         &deactivate_full_attr.attr,
4940         &deactivate_empty_attr.attr,
4941         &deactivate_to_head_attr.attr,
4942         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4943         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4944         &deactivate_bypass_attr.attr,
4945         &order_fallback_attr.attr,
4946         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4947         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4948         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4949         &cpu_partial_free_attr.attr,
4950         &cpu_partial_node_attr.attr,
4951         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4952 #endif
4953 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4954         &failslab_attr.attr,
4955 #endif
4956
4957         NULL
4958 };
4959
4960 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4961         .attrs = slab_attrs,
4962 };
4963
4964 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4965                                 struct attribute *attr,
4966                                 char *buf)
4967 {
4968         struct slab_attribute *attribute;
4969         struct kmem_cache *s;
4970         int err;
4971
4972         attribute = to_slab_attr(attr);
4973         s = to_slab(kobj);
4974
4975         if (!attribute->show)
4976                 return -EIO;
4977
4978         err = attribute->show(s, buf);
4979
4980         return err;
4981 }
4982
4983 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4984                                 struct attribute *attr,
4985                                 const char *buf, size_t len)
4986 {
4987         struct slab_attribute *attribute;
4988         struct kmem_cache *s;
4989         int err;
4990
4991         attribute = to_slab_attr(attr);
4992         s = to_slab(kobj);
4993
4994         if (!attribute->store)
4995                 return -EIO;
4996
4997         err = attribute->store(s, buf, len);
4998 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4999         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5000                 int i;
5001
5002                 mutex_lock(&slab_mutex);
5003                 if (s->max_attr_size < len)
5004                         s->max_attr_size = len;
5005
5006                 /*
5007                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5008                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5009                  * basically because not all attributes will have a well
5010                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5011                  * have permanent effects.
5012                  *
5013                  * Returning the error value of any of the children that fail
5014                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5015                  * error code won't be able to know anything about the state of
5016                  * the cache.
5017                  *
5018                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5019                  * has well defined semantics. The cache being written to
5020                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5021                  * through the descendants with best-effort propagation.
5022                  */
5023                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5024                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
5025                         if (c)
5026                                 attribute->store(c, buf, len);
5027                 }
5028                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5029         }
5030 #endif
5031         return err;
5032 }
5033
5034 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5035 {
5036 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5037         int i;
5038         char *buffer = NULL;
5039         struct kmem_cache *root_cache;
5040
5041         if (is_root_cache(s))
5042                 return;
5043
5044         root_cache = s->memcg_params->root_cache;
5045
5046         /*
5047          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5048          * in copying default values around
5049          */
5050         if (!root_cache->max_attr_size)
5051                 return;
5052
5053         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5054                 char mbuf[64];
5055                 char *buf;
5056                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5057
5058                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5059                         continue;
5060
5061                 /*
5062                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5063                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5064                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5065                  *
5066                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5067                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5068                  * theoretically happen.
5069                  */
5070                 if (buffer)
5071                         buf = buffer;
5072                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5073                         buf = mbuf;
5074                 else {
5075                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5076                         if (WARN_ON(!buffer))
5077                                 continue;
5078                         buf = buffer;
5079                 }
5080
5081                 attr->show(root_cache, buf);
5082                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5083         }
5084
5085         if (buffer)
5086                 free_page((unsigned long)buffer);
5087 #endif
5088 }
5089
5090 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5091 {
5092         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5093 }
5094
5095 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5096         .show = slab_attr_show,
5097         .store = slab_attr_store,
5098 };
5099
5100 static struct kobj_type slab_ktype = {
5101         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5102         .release = kmem_cache_release,
5103 };
5104
5105 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5106 {
5107         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5108
5109         if (ktype == &slab_ktype)
5110                 return 1;
5111         return 0;
5112 }
5113
5114 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5115         .filter = uevent_filter,
5116 };
5117
5118 static struct kset *slab_kset;
5119
5120 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5121 {
5122 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5123         if (!is_root_cache(s))
5124                 return s->memcg_params->root_cache->memcg_kset;
5125 #endif
5126         return slab_kset;
5127 }
5128
5129 #define ID_STR_LENGTH 64
5130
5131 /* Create a unique string id for a slab cache:
5132  *
5133  * Format       :[flags-]size
5134  */
5135 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5136 {
5137         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5138         char *p = name;
5139
5140         BUG_ON(!name);
5141
5142         *p++ = ':';
5143         /*
5144          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5145          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5146          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5147          * are matched during merging to guarantee that the id is
5148          * unique.
5149          */
5150         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5151                 *p++ = 'd';
5152         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5153                 *p++ = 'a';
5154         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5155                 *p++ = 'F';
5156         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5157                 *p++ = 't';
5158         if (p != name + 1)
5159                 *p++ = '-';
5160         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5161
5162 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5163         if (!is_root_cache(s))
5164                 p += sprintf(p, "-%08d",
5165                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5166 #endif
5167
5168         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5169         return name;
5170 }
5171
5172 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5173 {
5174         int err;
5175         const char *name;
5176         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5177
5178         if (unmergeable) {
5179                 /*
5180                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5181                  * This is typically the case for debug situations. In that
5182                  * case we can catch duplicate names easily.
5183                  */
5184                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5185                 name = s->name;
5186         } else {
5187                 /*
5188                  * Create a unique name for the slab as a target
5189                  * for the symlinks.
5190                  */
5191                 name = create_unique_id(s);
5192         }
5193
5194         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5195         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5196         if (err)
5197                 goto out_put_kobj;
5198
5199         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5200         if (err)
5201                 goto out_del_kobj;
5202
5203 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5204         if (is_root_cache(s)) {
5205                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5206                 if (!s->memcg_kset) {
5207                         err = -ENOMEM;
5208                         goto out_del_kobj;
5209                 }
5210         }
5211 #endif
5212
5213         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5214         if (!unmergeable) {
5215                 /* Setup first alias */
5216                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5217         }
5218 out:
5219         if (!unmergeable)
5220                 kfree(name);
5221         return err;
5222 out_del_kobj:
5223         kobject_del(&s->kobj);
5224 out_put_kobj:
5225         kobject_put(&s->kobj);
5226         goto out;
5227 }
5228
5229 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5230 {
5231         if (slab_state < FULL)
5232                 /*
5233                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5234                  * cache from sysfs.
5235                  */
5236                 return;
5237
5238 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5239         kset_unregister(s->memcg_kset);
5240 #endif
5241         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5242         kobject_del(&s->kobj);
5243         kobject_put(&s->kobj);
5244 }
5245
5246 /*
5247  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5248  * available lest we lose that information.
5249  */
5250 struct saved_alias {
5251         struct kmem_cache *s;
5252         const char *name;
5253         struct saved_alias *next;
5254 };
5255
5256 static struct saved_alias *alias_list;
5257
5258 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5259 {
5260         struct saved_alias *al;
5261
5262         if (slab_state == FULL) {
5263                 /*
5264                  * If we have a leftover link then remove it.
5265                  */
5266                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5267                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5268         }
5269
5270         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5271         if (!al)
5272                 return -ENOMEM;
5273
5274         al->s = s;
5275         al->name = name;
5276         al->next = alias_list;
5277         alias_list = al;
5278         return 0;
5279 }
5280
5281 static int __init slab_sysfs_init(void)
5282 {
5283         struct kmem_cache *s;
5284         int err;
5285
5286         mutex_lock(&slab_mutex);
5287
5288         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5289         if (!slab_kset) {
5290                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5291                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5292                 return -ENOSYS;
5293         }
5294
5295         slab_state = FULL;
5296
5297         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5298                 err = sysfs_slab_add(s);
5299                 if (err)
5300                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5301                                s->name);
5302         }
5303
5304         while (alias_list) {
5305                 struct saved_alias *al = alias_list;
5306
5307                 alias_list = alias_list->next;
5308                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5309                 if (err)
5310                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5311                                al->name);
5312                 kfree(al);
5313         }
5314
5315         mutex_unlock(&slab_mutex);
5316         resiliency_test();
5317         return 0;
5318 }
5319
5320 __initcall(slab_sysfs_init);
5321 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5322
5323 /*
5324  * The /proc/slabinfo ABI
5325  */
5326 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5327 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5328 {
5329         unsigned long nr_slabs = 0;
5330         unsigned long nr_objs = 0;
5331         unsigned long nr_free = 0;
5332         int node;
5333
5334         for_each_online_node(node) {
5335                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5336
5337                 if (!n)
5338                         continue;
5339
5340                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5341                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5342                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5343         }
5344
5345         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5346         sinfo->num_objs = nr_objs;
5347         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5348         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5349         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5350         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5351 }
5352
5353 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5354 {
5355 }
5356
5357 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5358                        size_t count, loff_t *ppos)
5359 {
5360         return -EIO;
5361 }
5362 #endif /* CONFIG_SLABINFO */