slab: propagate tunable values
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.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/seq_file.h>
22 #include <linux/kmemcheck.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpuset.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32 #include <linux/stacktrace.h>
33 #include <linux/prefetch.h>
34 #include <linux/memcontrol.h>
35
36 #include <trace/events/kmem.h>
37
38 #include "internal.h"
39
40 /*
41  * Lock order:
42  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
43  *   2. node->list_lock
44  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
45  *
46  *   slab_mutex
47  *
48  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
49  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
50  *
51  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
52  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
53  *   double word in the page struct. Meaning
54  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
55  *      B. page->counters       -> Counters of objects
56  *      C. page->frozen         -> frozen state
57  *
58  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
59  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
60  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
61  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
62  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
63  *
64  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
65  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
66  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
67  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
68  *   modified without taking the list lock).
69  *
70  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
71  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
72  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
73  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
74  *   the list lock.
75  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
76  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
77  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
78  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
79  *
80  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
81  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
82  *
83  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
84  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
85  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
86  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
87  * cannot scan all objects.
88  *
89  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
90  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
91  * fast frees and allocs.
92  *
93  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
94  *
95  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
96  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
97  *                      such as satisfying allocations for a specific
98  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
99  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
100  *                      list operations. It is up to the processor holding
101  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
102  *                      when the slab is no longer needed.
103  *
104  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
105  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
106  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
107  *                      freelist that allows lockless access to
108  *                      free objects in addition to the regular freelist
109  *                      that requires the slab lock.
110  *
111  * PageError            Slab requires special handling due to debug
112  *                      options set. This moves slab handling out of
113  *                      the fast path and disables lockless freelists.
114  */
115
116 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
117 {
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
119         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
120 #else
121         return 0;
122 #endif
123 }
124
125 /*
126  * Issues still to be resolved:
127  *
128  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
129  *
130  * - Variable sizing of the per node arrays
131  */
132
133 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
134 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
135
136 /* Enable to log cmpxchg failures */
137 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
138
139 /*
140  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
141  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
142  */
143 #define MIN_PARTIAL 5
144
145 /*
146  * Maximum number of desirable partial slabs.
147  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
148  * sort the partial list by the number of objects in the.
149  */
150 #define MAX_PARTIAL 10
151
152 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
153                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
154
155 /*
156  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
157  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
158  * metadata.
159  */
160 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
161
162 /*
163  * Set of flags that will prevent slab merging
164  */
165 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
166                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
167                 SLAB_FAILSLAB)
168
169 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
170                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
171
172 #define OO_SHIFT        16
173 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
174 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
175
176 /* Internal SLUB flags */
177 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
178 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
179
180 #ifdef CONFIG_SMP
181 static struct notifier_block slab_notifier;
182 #endif
183
184 /*
185  * Tracking user of a slab.
186  */
187 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
188 struct track {
189         unsigned long addr;     /* Called from address */
190 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
191         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
192 #endif
193         int cpu;                /* Was running on cpu */
194         int pid;                /* Pid context */
195         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
196 };
197
198 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
199
200 #ifdef CONFIG_SYSFS
201 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
202 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
203 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
204
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
210
211 #endif
212
213 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
214 {
215 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
216         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
217 #endif
218 }
219
220 /********************************************************************
221  *                      Core slab cache functions
222  *******************************************************************/
223
224 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
225 {
226         return s->node[node];
227 }
228
229 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
230 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
231                                 struct page *page, const void *object)
232 {
233         void *base;
234
235         if (!object)
236                 return 1;
237
238         base = page_address(page);
239         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
240                 (object - base) % s->size) {
241                 return 0;
242         }
243
244         return 1;
245 }
246
247 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
248 {
249         return *(void **)(object + s->offset);
250 }
251
252 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
253 {
254         prefetch(object + s->offset);
255 }
256
257 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
258 {
259         void *p;
260
261 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
262         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
263 #else
264         p = get_freepointer(s, object);
265 #endif
266         return p;
267 }
268
269 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
270 {
271         *(void **)(object + s->offset) = fp;
272 }
273
274 /* Loop over all objects in a slab */
275 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
276         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
277                         __p += (__s)->size)
278
279 /* Determine object index from a given position */
280 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
281 {
282         return (p - addr) / s->size;
283 }
284
285 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
286 {
287 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
288         /*
289          * Debugging requires use of the padding between object
290          * and whatever may come after it.
291          */
292         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
293                 return s->object_size;
294
295 #endif
296         /*
297          * If we have the need to store the freelist pointer
298          * back there or track user information then we can
299          * only use the space before that information.
300          */
301         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
302                 return s->inuse;
303         /*
304          * Else we can use all the padding etc for the allocation
305          */
306         return s->size;
307 }
308
309 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
310 {
311         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
312 }
313
314 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
315                 unsigned long size, int reserved)
316 {
317         struct kmem_cache_order_objects x = {
318                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
319         };
320
321         return x;
322 }
323
324 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
325 {
326         return x.x >> OO_SHIFT;
327 }
328
329 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
330 {
331         return x.x & OO_MASK;
332 }
333
334 /*
335  * Per slab locking using the pagelock
336  */
337 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
338 {
339         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
340 }
341
342 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
343 {
344         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
345 }
346
347 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
348 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
349                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
350                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
351                 const char *n)
352 {
353         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
354 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
355     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
356         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
357                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
358                         freelist_old, counters_old,
359                         freelist_new, counters_new))
360                 return 1;
361         } else
362 #endif
363         {
364                 slab_lock(page);
365                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
366                         page->freelist = freelist_new;
367                         page->counters = counters_new;
368                         slab_unlock(page);
369                         return 1;
370                 }
371                 slab_unlock(page);
372         }
373
374         cpu_relax();
375         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
376
377 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
378         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
379 #endif
380
381         return 0;
382 }
383
384 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
385                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
386                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
387                 const char *n)
388 {
389 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
390     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
391         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
392                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
393                         freelist_old, counters_old,
394                         freelist_new, counters_new))
395                 return 1;
396         } else
397 #endif
398         {
399                 unsigned long flags;
400
401                 local_irq_save(flags);
402                 slab_lock(page);
403                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
404                         page->freelist = freelist_new;
405                         page->counters = counters_new;
406                         slab_unlock(page);
407                         local_irq_restore(flags);
408                         return 1;
409                 }
410                 slab_unlock(page);
411                 local_irq_restore(flags);
412         }
413
414         cpu_relax();
415         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
416
417 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
418         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
419 #endif
420
421         return 0;
422 }
423
424 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
425 /*
426  * Determine a map of object in use on a page.
427  *
428  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
429  * not vanish from under us.
430  */
431 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
432 {
433         void *p;
434         void *addr = page_address(page);
435
436         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
437                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
438 }
439
440 /*
441  * Debug settings:
442  */
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
444 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
445 #else
446 static int slub_debug;
447 #endif
448
449 static char *slub_debug_slabs;
450 static int disable_higher_order_debug;
451
452 /*
453  * Object debugging
454  */
455 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
456 {
457         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
458                         length, 1);
459 }
460
461 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
462         enum track_item alloc)
463 {
464         struct track *p;
465
466         if (s->offset)
467                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
468         else
469                 p = object + s->inuse;
470
471         return p + alloc;
472 }
473
474 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
475                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
476 {
477         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
478
479         if (addr) {
480 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
481                 struct stack_trace trace;
482                 int i;
483
484                 trace.nr_entries = 0;
485                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
486                 trace.entries = p->addrs;
487                 trace.skip = 3;
488                 save_stack_trace(&trace);
489
490                 /* See rant in lockdep.c */
491                 if (trace.nr_entries != 0 &&
492                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
493                         trace.nr_entries--;
494
495                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
496                         p->addrs[i] = 0;
497 #endif
498                 p->addr = addr;
499                 p->cpu = smp_processor_id();
500                 p->pid = current->pid;
501                 p->when = jiffies;
502         } else
503                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
504 }
505
506 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
507 {
508         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
509                 return;
510
511         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
512         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
513 }
514
515 static void print_track(const char *s, struct track *t)
516 {
517         if (!t->addr)
518                 return;
519
520         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
521                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
522 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
523         {
524                 int i;
525                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
526                         if (t->addrs[i])
527                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
528                         else
529                                 break;
530         }
531 #endif
532 }
533
534 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
535 {
536         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
537                 return;
538
539         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
540         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
541 }
542
543 static void print_page_info(struct page *page)
544 {
545         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
546                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
547
548 }
549
550 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
551 {
552         va_list args;
553         char buf[100];
554
555         va_start(args, fmt);
556         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
557         va_end(args);
558         printk(KERN_ERR "========================================"
559                         "=====================================\n");
560         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
561         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
562                         "-------------------------------------\n\n");
563
564         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
565 }
566
567 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
568 {
569         va_list args;
570         char buf[100];
571
572         va_start(args, fmt);
573         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
574         va_end(args);
575         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
576 }
577
578 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
579 {
580         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
581         u8 *addr = page_address(page);
582
583         print_tracking(s, p);
584
585         print_page_info(page);
586
587         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
588                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
589
590         if (p > addr + 16)
591                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
592
593         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
594                                 PAGE_SIZE));
595         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
596                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
597                         s->inuse - s->object_size);
598
599         if (s->offset)
600                 off = s->offset + sizeof(void *);
601         else
602                 off = s->inuse;
603
604         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
605                 off += 2 * sizeof(struct track);
606
607         if (off != s->size)
608                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
609                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
610
611         dump_stack();
612 }
613
614 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
615                         u8 *object, char *reason)
616 {
617         slab_bug(s, "%s", reason);
618         print_trailer(s, page, object);
619 }
620
621 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, const char *fmt, ...)
622 {
623         va_list args;
624         char buf[100];
625
626         va_start(args, fmt);
627         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
628         va_end(args);
629         slab_bug(s, "%s", buf);
630         print_page_info(page);
631         dump_stack();
632 }
633
634 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
635 {
636         u8 *p = object;
637
638         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
639                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
640                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
641         }
642
643         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
644                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
645 }
646
647 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
648                                                 void *from, void *to)
649 {
650         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
651         memset(from, data, to - from);
652 }
653
654 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
655                         u8 *object, char *what,
656                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
657 {
658         u8 *fault;
659         u8 *end;
660
661         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
662         if (!fault)
663                 return 1;
664
665         end = start + bytes;
666         while (end > fault && end[-1] == value)
667                 end--;
668
669         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
670         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
671                                         fault, end - 1, fault[0], value);
672         print_trailer(s, page, object);
673
674         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
675         return 0;
676 }
677
678 /*
679  * Object layout:
680  *
681  * object address
682  *      Bytes of the object to be managed.
683  *      If the freepointer may overlay the object then the free
684  *      pointer is the first word of the object.
685  *
686  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
687  *      0xa5 (POISON_END)
688  *
689  * object + s->object_size
690  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
691  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
692  *      object_size == inuse.
693  *
694  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
695  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
696  *
697  * object + s->inuse
698  *      Meta data starts here.
699  *
700  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
701  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
702  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
703  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
704  *              before the word boundary.
705  *
706  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
707  *
708  * object + s->size
709  *      Nothing is used beyond s->size.
710  *
711  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
712  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
713  * may be used with merged slabcaches.
714  */
715
716 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
717 {
718         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
719
720         if (s->offset)
721                 /* Freepointer is placed after the object. */
722                 off += sizeof(void *);
723
724         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
725                 /* We also have user information there */
726                 off += 2 * sizeof(struct track);
727
728         if (s->size == off)
729                 return 1;
730
731         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
732                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
733 }
734
735 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
736 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
737 {
738         u8 *start;
739         u8 *fault;
740         u8 *end;
741         int length;
742         int remainder;
743
744         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
745                 return 1;
746
747         start = page_address(page);
748         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
749         end = start + length;
750         remainder = length % s->size;
751         if (!remainder)
752                 return 1;
753
754         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
755         if (!fault)
756                 return 1;
757         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
758                 end--;
759
760         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
761         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
762
763         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
764         return 0;
765 }
766
767 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
768                                         void *object, u8 val)
769 {
770         u8 *p = object;
771         u8 *endobject = object + s->object_size;
772
773         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
774                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
775                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
776                         return 0;
777         } else {
778                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
779                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
780                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
781                 }
782         }
783
784         if (s->flags & SLAB_POISON) {
785                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
786                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
787                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
788                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
789                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
790                         return 0;
791                 /*
792                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
793                  */
794                 check_pad_bytes(s, page, p);
795         }
796
797         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
798                 /*
799                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
800                  * freepointer while object is allocated.
801                  */
802                 return 1;
803
804         /* Check free pointer validity */
805         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
806                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
807                 /*
808                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
809                  * of the free objects in this slab. May cause
810                  * another error because the object count is now wrong.
811                  */
812                 set_freepointer(s, p, NULL);
813                 return 0;
814         }
815         return 1;
816 }
817
818 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
819 {
820         int maxobj;
821
822         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
823
824         if (!PageSlab(page)) {
825                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
826                 return 0;
827         }
828
829         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
830         if (page->objects > maxobj) {
831                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
832                         s->name, page->objects, maxobj);
833                 return 0;
834         }
835         if (page->inuse > page->objects) {
836                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
837                         s->name, page->inuse, page->objects);
838                 return 0;
839         }
840         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
841         slab_pad_check(s, page);
842         return 1;
843 }
844
845 /*
846  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
847  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
848  */
849 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
850 {
851         int nr = 0;
852         void *fp;
853         void *object = NULL;
854         unsigned long max_objects;
855
856         fp = page->freelist;
857         while (fp && nr <= page->objects) {
858                 if (fp == search)
859                         return 1;
860                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
861                         if (object) {
862                                 object_err(s, page, object,
863                                         "Freechain corrupt");
864                                 set_freepointer(s, object, NULL);
865                                 break;
866                         } else {
867                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
868                                 page->freelist = NULL;
869                                 page->inuse = page->objects;
870                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
871                                 return 0;
872                         }
873                         break;
874                 }
875                 object = fp;
876                 fp = get_freepointer(s, object);
877                 nr++;
878         }
879
880         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
881         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
882                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
883
884         if (page->objects != max_objects) {
885                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
886                         "should be %d", page->objects, max_objects);
887                 page->objects = max_objects;
888                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
889         }
890         if (page->inuse != page->objects - nr) {
891                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
892                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
893                 page->inuse = page->objects - nr;
894                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
895         }
896         return search == NULL;
897 }
898
899 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
900                                                                 int alloc)
901 {
902         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
903                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
904                         s->name,
905                         alloc ? "alloc" : "free",
906                         object, page->inuse,
907                         page->freelist);
908
909                 if (!alloc)
910                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
911
912                 dump_stack();
913         }
914 }
915
916 /*
917  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
918  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
919  */
920 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
921 {
922         flags &= gfp_allowed_mask;
923         lockdep_trace_alloc(flags);
924         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
925
926         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
927 }
928
929 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
930 {
931         flags &= gfp_allowed_mask;
932         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
933         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
934 }
935
936 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
937 {
938         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
939
940         /*
941          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
942          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
943          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
944          */
945 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
946         {
947                 unsigned long flags;
948
949                 local_irq_save(flags);
950                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
951                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
952                 local_irq_restore(flags);
953         }
954 #endif
955         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
956                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
957 }
958
959 /*
960  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
961  *
962  * list_lock must be held.
963  */
964 static void add_full(struct kmem_cache *s,
965         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
966 {
967         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
968                 return;
969
970         list_add(&page->lru, &n->full);
971 }
972
973 /*
974  * list_lock must be held.
975  */
976 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
977 {
978         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
979                 return;
980
981         list_del(&page->lru);
982 }
983
984 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
985 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
986 {
987         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
988
989         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
990 }
991
992 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
993 {
994         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
995 }
996
997 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
998 {
999         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1000
1001         /*
1002          * May be called early in order to allocate a slab for the
1003          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1004          * dilemma by deferring the increment of the count during
1005          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1006          */
1007         if (n) {
1008                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1009                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1010         }
1011 }
1012 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1013 {
1014         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1015
1016         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1017         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1018 }
1019
1020 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1021 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1022                                                                 void *object)
1023 {
1024         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1025                 return;
1026
1027         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1028         init_tracking(s, object);
1029 }
1030
1031 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1032                                         void *object, unsigned long addr)
1033 {
1034         if (!check_slab(s, page))
1035                 goto bad;
1036
1037         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1038                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1039                 goto bad;
1040         }
1041
1042         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1043                 goto bad;
1044
1045         /* Success perform special debug activities for allocs */
1046         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1047                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1048         trace(s, page, object, 1);
1049         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1050         return 1;
1051
1052 bad:
1053         if (PageSlab(page)) {
1054                 /*
1055                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1056                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1057                  * as used avoids touching the remaining objects.
1058                  */
1059                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1060                 page->inuse = page->objects;
1061                 page->freelist = NULL;
1062         }
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1067         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1068         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1069 {
1070         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1071
1072         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1073         slab_lock(page);
1074
1075         if (!check_slab(s, page))
1076                 goto fail;
1077
1078         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1079                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1080                 goto fail;
1081         }
1082
1083         if (on_freelist(s, page, object)) {
1084                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1085                 goto fail;
1086         }
1087
1088         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1089                 goto out;
1090
1091         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1092                 if (!PageSlab(page)) {
1093                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1094                                 "outside of slab", object);
1095                 } else if (!page->slab_cache) {
1096                         printk(KERN_ERR
1097                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1098                                                 object);
1099                         dump_stack();
1100                 } else
1101                         object_err(s, page, object,
1102                                         "page slab pointer corrupt.");
1103                 goto fail;
1104         }
1105
1106         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1107                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1108         trace(s, page, object, 0);
1109         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1110 out:
1111         slab_unlock(page);
1112         /*
1113          * Keep node_lock to preserve integrity
1114          * until the object is actually freed
1115          */
1116         return n;
1117
1118 fail:
1119         slab_unlock(page);
1120         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1121         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1122         return NULL;
1123 }
1124
1125 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1126 {
1127         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1128         if (*str++ != '=' || !*str)
1129                 /*
1130                  * No options specified. Switch on full debugging.
1131                  */
1132                 goto out;
1133
1134         if (*str == ',')
1135                 /*
1136                  * No options but restriction on slabs. This means full
1137                  * debugging for slabs matching a pattern.
1138                  */
1139                 goto check_slabs;
1140
1141         if (tolower(*str) == 'o') {
1142                 /*
1143                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1144                  * would increase as a result.
1145                  */
1146                 disable_higher_order_debug = 1;
1147                 goto out;
1148         }
1149
1150         slub_debug = 0;
1151         if (*str == '-')
1152                 /*
1153                  * Switch off all debugging measures.
1154                  */
1155                 goto out;
1156
1157         /*
1158          * Determine which debug features should be switched on
1159          */
1160         for (; *str && *str != ','; str++) {
1161                 switch (tolower(*str)) {
1162                 case 'f':
1163                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1164                         break;
1165                 case 'z':
1166                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1167                         break;
1168                 case 'p':
1169                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1170                         break;
1171                 case 'u':
1172                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1173                         break;
1174                 case 't':
1175                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1176                         break;
1177                 case 'a':
1178                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1179                         break;
1180                 default:
1181                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1182                                 "unknown. skipped\n", *str);
1183                 }
1184         }
1185
1186 check_slabs:
1187         if (*str == ',')
1188                 slub_debug_slabs = str + 1;
1189 out:
1190         return 1;
1191 }
1192
1193 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1194
1195 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1196         unsigned long flags, const char *name,
1197         void (*ctor)(void *))
1198 {
1199         /*
1200          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1201          */
1202         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1203                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1204                 flags |= slub_debug;
1205
1206         return flags;
1207 }
1208 #else
1209 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1210                         struct page *page, void *object) {}
1211
1212 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1213         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1214
1215 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1216         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1217         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1218
1219 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1220                         { return 1; }
1221 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1222                         void *object, u8 val) { return 1; }
1223 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1224                                         struct page *page) {}
1225 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1226 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1227         unsigned long flags, const char *name,
1228         void (*ctor)(void *))
1229 {
1230         return flags;
1231 }
1232 #define slub_debug 0
1233
1234 #define disable_higher_order_debug 0
1235
1236 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1237                                                         { return 0; }
1238 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1239                                                         { return 0; }
1240 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1241                                                         int objects) {}
1242 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1243                                                         int objects) {}
1244
1245 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1246                                                         { return 0; }
1247
1248 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1249                 void *object) {}
1250
1251 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1252
1253 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1254
1255 /*
1256  * Slab allocation and freeing
1257  */
1258 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1259                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1260 {
1261         int order = oo_order(oo);
1262
1263         flags |= __GFP_NOTRACK;
1264
1265         if (node == NUMA_NO_NODE)
1266                 return alloc_pages(flags, order);
1267         else
1268                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1269 }
1270
1271 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1272 {
1273         struct page *page;
1274         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1275         gfp_t alloc_gfp;
1276
1277         flags &= gfp_allowed_mask;
1278
1279         if (flags & __GFP_WAIT)
1280                 local_irq_enable();
1281
1282         flags |= s->allocflags;
1283
1284         /*
1285          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1286          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1287          */
1288         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1289
1290         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1291         if (unlikely(!page)) {
1292                 oo = s->min;
1293                 /*
1294                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1295                  * Try a lower order alloc if possible
1296                  */
1297                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1298
1299                 if (page)
1300                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1301         }
1302
1303         if (kmemcheck_enabled && page
1304                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1305                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1306
1307                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1308
1309                 /*
1310                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1311                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1312                  */
1313                 if (s->ctor)
1314                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1315                 else
1316                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1317         }
1318
1319         if (flags & __GFP_WAIT)
1320                 local_irq_disable();
1321         if (!page)
1322                 return NULL;
1323
1324         page->objects = oo_objects(oo);
1325         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1326                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1327                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1328                 1 << oo_order(oo));
1329
1330         return page;
1331 }
1332
1333 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1334                                 void *object)
1335 {
1336         setup_object_debug(s, page, object);
1337         if (unlikely(s->ctor))
1338                 s->ctor(object);
1339 }
1340
1341 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1342 {
1343         struct page *page;
1344         void *start;
1345         void *last;
1346         void *p;
1347         int order;
1348
1349         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1350
1351         page = allocate_slab(s,
1352                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1353         if (!page)
1354                 goto out;
1355
1356         order = compound_order(page);
1357         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1358         memcg_bind_pages(s, order);
1359         page->slab_cache = s;
1360         __SetPageSlab(page);
1361         if (page->pfmemalloc)
1362                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1363
1364         start = page_address(page);
1365
1366         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1367                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1368
1369         last = start;
1370         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1371                 setup_object(s, page, last);
1372                 set_freepointer(s, last, p);
1373                 last = p;
1374         }
1375         setup_object(s, page, last);
1376         set_freepointer(s, last, NULL);
1377
1378         page->freelist = start;
1379         page->inuse = page->objects;
1380         page->frozen = 1;
1381 out:
1382         return page;
1383 }
1384
1385 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1386 {
1387         int order = compound_order(page);
1388         int pages = 1 << order;
1389
1390         if (kmem_cache_debug(s)) {
1391                 void *p;
1392
1393                 slab_pad_check(s, page);
1394                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1395                                                 page->objects)
1396                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1397         }
1398
1399         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1400
1401         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1402                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1403                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1404                 -pages);
1405
1406         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1407         __ClearPageSlab(page);
1408
1409         memcg_release_pages(s, order);
1410         reset_page_mapcount(page);
1411         if (current->reclaim_state)
1412                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1413         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1414 }
1415
1416 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1417         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1418
1419 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1420 {
1421         struct page *page;
1422
1423         if (need_reserve_slab_rcu)
1424                 page = virt_to_head_page(h);
1425         else
1426                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1427
1428         __free_slab(page->slab_cache, page);
1429 }
1430
1431 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1432 {
1433         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1434                 struct rcu_head *head;
1435
1436                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1437                         int order = compound_order(page);
1438                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1439
1440                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1441                         head = page_address(page) + offset;
1442                 } else {
1443                         /*
1444                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1445                          */
1446                         head = (void *)&page->lru;
1447                 }
1448
1449                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1450         } else
1451                 __free_slab(s, page);
1452 }
1453
1454 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1455 {
1456         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1457         free_slab(s, page);
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Management of partially allocated slabs.
1462  *
1463  * list_lock must be held.
1464  */
1465 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1466                                 struct page *page, int tail)
1467 {
1468         n->nr_partial++;
1469         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1470                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1471         else
1472                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1473 }
1474
1475 /*
1476  * list_lock must be held.
1477  */
1478 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1479                                         struct page *page)
1480 {
1481         list_del(&page->lru);
1482         n->nr_partial--;
1483 }
1484
1485 /*
1486  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1487  * return the pointer to the freelist.
1488  *
1489  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1490  *
1491  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1492  */
1493 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1494                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1495                 int mode)
1496 {
1497         void *freelist;
1498         unsigned long counters;
1499         struct page new;
1500
1501         /*
1502          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1503          * The old freelist is the list of objects for the
1504          * per cpu allocation list.
1505          */
1506         freelist = page->freelist;
1507         counters = page->counters;
1508         new.counters = counters;
1509         if (mode) {
1510                 new.inuse = page->objects;
1511                 new.freelist = NULL;
1512         } else {
1513                 new.freelist = freelist;
1514         }
1515
1516         VM_BUG_ON(new.frozen);
1517         new.frozen = 1;
1518
1519         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1520                         freelist, counters,
1521                         new.freelist, new.counters,
1522                         "acquire_slab"))
1523                 return NULL;
1524
1525         remove_partial(n, page);
1526         WARN_ON(!freelist);
1527         return freelist;
1528 }
1529
1530 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1531 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1532
1533 /*
1534  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1535  */
1536 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1537                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1538 {
1539         struct page *page, *page2;
1540         void *object = NULL;
1541
1542         /*
1543          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1544          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1545          * partial slab and there is none available then get_partials()
1546          * will return NULL.
1547          */
1548         if (!n || !n->nr_partial)
1549                 return NULL;
1550
1551         spin_lock(&n->list_lock);
1552         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1553                 void *t;
1554                 int available;
1555
1556                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1557                         continue;
1558
1559                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1560                 if (!t)
1561                         break;
1562
1563                 if (!object) {
1564                         c->page = page;
1565                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1566                         object = t;
1567                         available =  page->objects - page->inuse;
1568                 } else {
1569                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1570                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1571                 }
1572                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1573                         break;
1574
1575         }
1576         spin_unlock(&n->list_lock);
1577         return object;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1582  */
1583 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1584                 struct kmem_cache_cpu *c)
1585 {
1586 #ifdef CONFIG_NUMA
1587         struct zonelist *zonelist;
1588         struct zoneref *z;
1589         struct zone *zone;
1590         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1591         void *object;
1592         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1593
1594         /*
1595          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1596          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1597          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1598          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1599          *
1600          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1601          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1602          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1603          * from other nodes and filled up.
1604          *
1605          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1606          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1607          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1608          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1609          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1610          * with available objects.
1611          */
1612         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1613                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1614                 return NULL;
1615
1616         do {
1617                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1618                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1619                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1620                         struct kmem_cache_node *n;
1621
1622                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1623
1624                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1625                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1626                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1627                                 if (object) {
1628                                         /*
1629                                          * Return the object even if
1630                                          * put_mems_allowed indicated that
1631                                          * the cpuset mems_allowed was
1632                                          * updated in parallel. It's a
1633                                          * harmless race between the alloc
1634                                          * and the cpuset update.
1635                                          */
1636                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1637                                         return object;
1638                                 }
1639                         }
1640                 }
1641         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1642 #endif
1643         return NULL;
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Get a partial page, lock it and return it.
1648  */
1649 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1650                 struct kmem_cache_cpu *c)
1651 {
1652         void *object;
1653         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1654
1655         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1656         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1657                 return object;
1658
1659         return get_any_partial(s, flags, c);
1660 }
1661
1662 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1663 /*
1664  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1665  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1666  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1667  */
1668 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1669 #else
1670 /*
1671  * No preemption supported therefore also no need to check for
1672  * different cpus.
1673  */
1674 #define TID_STEP 1
1675 #endif
1676
1677 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1678 {
1679         return tid + TID_STEP;
1680 }
1681
1682 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1683 {
1684         return tid % TID_STEP;
1685 }
1686
1687 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1688 {
1689         return tid / TID_STEP;
1690 }
1691
1692 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1693 {
1694         return cpu;
1695 }
1696
1697 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1698                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1699 {
1700 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1701         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1702
1703         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1704
1705 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1706         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1707                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1708                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1709         else
1710 #endif
1711         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1712                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1713                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1714         else
1715                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1716                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1717 #endif
1718         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1719 }
1720
1721 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1722 {
1723         int cpu;
1724
1725         for_each_possible_cpu(cpu)
1726                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Remove the cpu slab
1731  */
1732 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1733 {
1734         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1735         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1736         int lock = 0;
1737         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1738         void *nextfree;
1739         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1740         struct page new;
1741         struct page old;
1742
1743         if (page->freelist) {
1744                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1745                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1746         }
1747
1748         /*
1749          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1750          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1751          * last one.
1752          *
1753          * There is no need to take the list->lock because the page
1754          * is still frozen.
1755          */
1756         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1757                 void *prior;
1758                 unsigned long counters;
1759
1760                 do {
1761                         prior = page->freelist;
1762                         counters = page->counters;
1763                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1764                         new.counters = counters;
1765                         new.inuse--;
1766                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1767
1768                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1769                         prior, counters,
1770                         freelist, new.counters,
1771                         "drain percpu freelist"));
1772
1773                 freelist = nextfree;
1774         }
1775
1776         /*
1777          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1778          * list presence reflects the actual number of objects
1779          * during unfreeze.
1780          *
1781          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1782          * with the count. If there is a mismatch then the page
1783          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1784          *
1785          * Then we restart the process which may have to remove
1786          * the page from the list that we just put it on again
1787          * because the number of objects in the slab may have
1788          * changed.
1789          */
1790 redo:
1791
1792         old.freelist = page->freelist;
1793         old.counters = page->counters;
1794         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1795
1796         /* Determine target state of the slab */
1797         new.counters = old.counters;
1798         if (freelist) {
1799                 new.inuse--;
1800                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1801                 new.freelist = freelist;
1802         } else
1803                 new.freelist = old.freelist;
1804
1805         new.frozen = 0;
1806
1807         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1808                 m = M_FREE;
1809         else if (new.freelist) {
1810                 m = M_PARTIAL;
1811                 if (!lock) {
1812                         lock = 1;
1813                         /*
1814                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1815                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1816                          * is frozen
1817                          */
1818                         spin_lock(&n->list_lock);
1819                 }
1820         } else {
1821                 m = M_FULL;
1822                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1823                         lock = 1;
1824                         /*
1825                          * This also ensures that the scanning of full
1826                          * slabs from diagnostic functions will not see
1827                          * any frozen slabs.
1828                          */
1829                         spin_lock(&n->list_lock);
1830                 }
1831         }
1832
1833         if (l != m) {
1834
1835                 if (l == M_PARTIAL)
1836
1837                         remove_partial(n, page);
1838
1839                 else if (l == M_FULL)
1840
1841                         remove_full(s, page);
1842
1843                 if (m == M_PARTIAL) {
1844
1845                         add_partial(n, page, tail);
1846                         stat(s, tail);
1847
1848                 } else if (m == M_FULL) {
1849
1850                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1851                         add_full(s, n, page);
1852
1853                 }
1854         }
1855
1856         l = m;
1857         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1858                                 old.freelist, old.counters,
1859                                 new.freelist, new.counters,
1860                                 "unfreezing slab"))
1861                 goto redo;
1862
1863         if (lock)
1864                 spin_unlock(&n->list_lock);
1865
1866         if (m == M_FREE) {
1867                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1868                 discard_slab(s, page);
1869                 stat(s, FREE_SLAB);
1870         }
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1875  *
1876  * This function must be called with interrupts disabled
1877  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1878  * to guarantee no concurrent accesses).
1879  */
1880 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1881                 struct kmem_cache_cpu *c)
1882 {
1883         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1884         struct page *page, *discard_page = NULL;
1885
1886         while ((page = c->partial)) {
1887                 struct page new;
1888                 struct page old;
1889
1890                 c->partial = page->next;
1891
1892                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1893                 if (n != n2) {
1894                         if (n)
1895                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1896
1897                         n = n2;
1898                         spin_lock(&n->list_lock);
1899                 }
1900
1901                 do {
1902
1903                         old.freelist = page->freelist;
1904                         old.counters = page->counters;
1905                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1906
1907                         new.counters = old.counters;
1908                         new.freelist = old.freelist;
1909
1910                         new.frozen = 0;
1911
1912                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1913                                 old.freelist, old.counters,
1914                                 new.freelist, new.counters,
1915                                 "unfreezing slab"));
1916
1917                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1918                         page->next = discard_page;
1919                         discard_page = page;
1920                 } else {
1921                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1922                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1923                 }
1924         }
1925
1926         if (n)
1927                 spin_unlock(&n->list_lock);
1928
1929         while (discard_page) {
1930                 page = discard_page;
1931                 discard_page = discard_page->next;
1932
1933                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1934                 discard_slab(s, page);
1935                 stat(s, FREE_SLAB);
1936         }
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1941  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1942  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1943  * onto a random cpus partial slot.
1944  *
1945  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1946  * per node partial list.
1947  */
1948 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1949 {
1950         struct page *oldpage;
1951         int pages;
1952         int pobjects;
1953
1954         do {
1955                 pages = 0;
1956                 pobjects = 0;
1957                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1958
1959                 if (oldpage) {
1960                         pobjects = oldpage->pobjects;
1961                         pages = oldpage->pages;
1962                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1963                                 unsigned long flags;
1964                                 /*
1965                                  * partial array is full. Move the existing
1966                                  * set to the per node partial list.
1967                                  */
1968                                 local_irq_save(flags);
1969                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
1970                                 local_irq_restore(flags);
1971                                 oldpage = NULL;
1972                                 pobjects = 0;
1973                                 pages = 0;
1974                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1975                         }
1976                 }
1977
1978                 pages++;
1979                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1980
1981                 page->pages = pages;
1982                 page->pobjects = pobjects;
1983                 page->next = oldpage;
1984
1985         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1986         return pobjects;
1987 }
1988
1989 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1990 {
1991         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1992         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1993
1994         c->tid = next_tid(c->tid);
1995         c->page = NULL;
1996         c->freelist = NULL;
1997 }
1998
1999 /*
2000  * Flush cpu slab.
2001  *
2002  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2003  */
2004 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2005 {
2006         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2007
2008         if (likely(c)) {
2009                 if (c->page)
2010                         flush_slab(s, c);
2011
2012                 unfreeze_partials(s, c);
2013         }
2014 }
2015
2016 static void flush_cpu_slab(void *d)
2017 {
2018         struct kmem_cache *s = d;
2019
2020         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2021 }
2022
2023 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2024 {
2025         struct kmem_cache *s = info;
2026         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2027
2028         return c->page || c->partial;
2029 }
2030
2031 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2032 {
2033         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2038  * locality expectations.
2039  */
2040 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2041 {
2042 #ifdef CONFIG_NUMA
2043         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2044                 return 0;
2045 #endif
2046         return 1;
2047 }
2048
2049 static int count_free(struct page *page)
2050 {
2051         return page->objects - page->inuse;
2052 }
2053
2054 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2055                                         int (*get_count)(struct page *))
2056 {
2057         unsigned long flags;
2058         unsigned long x = 0;
2059         struct page *page;
2060
2061         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2062         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2063                 x += get_count(page);
2064         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2065         return x;
2066 }
2067
2068 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2069 {
2070 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2071         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2072 #else
2073         return 0;
2074 #endif
2075 }
2076
2077 static noinline void
2078 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2079 {
2080         int node;
2081
2082         printk(KERN_WARNING
2083                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2084                 nid, gfpflags);
2085         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2086                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2087                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2088
2089         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2090                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2091                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2092
2093         for_each_online_node(node) {
2094                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2095                 unsigned long nr_slabs;
2096                 unsigned long nr_objs;
2097                 unsigned long nr_free;
2098
2099                 if (!n)
2100                         continue;
2101
2102                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2103                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2104                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2105
2106                 printk(KERN_WARNING
2107                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2108                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2109         }
2110 }
2111
2112 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2113                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2114 {
2115         void *freelist;
2116         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2117         struct page *page;
2118
2119         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2120
2121         if (freelist)
2122                 return freelist;
2123
2124         page = new_slab(s, flags, node);
2125         if (page) {
2126                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2127                 if (c->page)
2128                         flush_slab(s, c);
2129
2130                 /*
2131                  * No other reference to the page yet so we can
2132                  * muck around with it freely without cmpxchg
2133                  */
2134                 freelist = page->freelist;
2135                 page->freelist = NULL;
2136
2137                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2138                 c->page = page;
2139                 *pc = c;
2140         } else
2141                 freelist = NULL;
2142
2143         return freelist;
2144 }
2145
2146 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2147 {
2148         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2149                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2150
2151         return true;
2152 }
2153
2154 /*
2155  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2156  * or deactivate the page.
2157  *
2158  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2159  *
2160  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2161  *
2162  * This function must be called with interrupt disabled.
2163  */
2164 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2165 {
2166         struct page new;
2167         unsigned long counters;
2168         void *freelist;
2169
2170         do {
2171                 freelist = page->freelist;
2172                 counters = page->counters;
2173
2174                 new.counters = counters;
2175                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2176
2177                 new.inuse = page->objects;
2178                 new.frozen = freelist != NULL;
2179
2180         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2181                 freelist, counters,
2182                 NULL, new.counters,
2183                 "get_freelist"));
2184
2185         return freelist;
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2190  * debugging duties.
2191  *
2192  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2193  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2194  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2195  *
2196  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2197  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2198  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2199  *
2200  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2201  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2202  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2203  */
2204 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2205                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2206 {
2207         void *freelist;
2208         struct page *page;
2209         unsigned long flags;
2210
2211         local_irq_save(flags);
2212 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2213         /*
2214          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2215          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2216          * pointer.
2217          */
2218         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2219 #endif
2220
2221         page = c->page;
2222         if (!page)
2223                 goto new_slab;
2224 redo:
2225
2226         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2227                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2228                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2229                 c->page = NULL;
2230                 c->freelist = NULL;
2231                 goto new_slab;
2232         }
2233
2234         /*
2235          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2236          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2237          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2238          */
2239         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2240                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2241                 c->page = NULL;
2242                 c->freelist = NULL;
2243                 goto new_slab;
2244         }
2245
2246         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2247         freelist = c->freelist;
2248         if (freelist)
2249                 goto load_freelist;
2250
2251         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2252
2253         freelist = get_freelist(s, page);
2254
2255         if (!freelist) {
2256                 c->page = NULL;
2257                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2258                 goto new_slab;
2259         }
2260
2261         stat(s, ALLOC_REFILL);
2262
2263 load_freelist:
2264         /*
2265          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2266          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2267          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2268          */
2269         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2270         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2271         c->tid = next_tid(c->tid);
2272         local_irq_restore(flags);
2273         return freelist;
2274
2275 new_slab:
2276
2277         if (c->partial) {
2278                 page = c->page = c->partial;
2279                 c->partial = page->next;
2280                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2281                 c->freelist = NULL;
2282                 goto redo;
2283         }
2284
2285         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2286
2287         if (unlikely(!freelist)) {
2288                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2289                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2290
2291                 local_irq_restore(flags);
2292                 return NULL;
2293         }
2294
2295         page = c->page;
2296         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2297                 goto load_freelist;
2298
2299         /* Only entered in the debug case */
2300         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2301                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2302
2303         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2304         c->page = NULL;
2305         c->freelist = NULL;
2306         local_irq_restore(flags);
2307         return freelist;
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2312  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2313  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2314  *
2315  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2316  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2317  *
2318  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2319  */
2320 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2321                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2322 {
2323         void **object;
2324         struct kmem_cache_cpu *c;
2325         struct page *page;
2326         unsigned long tid;
2327
2328         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2329                 return NULL;
2330
2331         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2332 redo:
2333
2334         /*
2335          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2336          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2337          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2338          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2339          */
2340         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2341
2342         /*
2343          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2344          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2345          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2346          * linked list in between.
2347          */
2348         tid = c->tid;
2349         barrier();
2350
2351         object = c->freelist;
2352         page = c->page;
2353         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2354                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2355
2356         else {
2357                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2358
2359                 /*
2360                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2361                  * operation and if we are on the right processor.
2362                  *
2363                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2364                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2365                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2366                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2367                  *
2368                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2369                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2370                  */
2371                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2372                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2373                                 object, tid,
2374                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2375
2376                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2377                         goto redo;
2378                 }
2379                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2380                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2381         }
2382
2383         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2384                 memset(object, 0, s->object_size);
2385
2386         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2387
2388         return object;
2389 }
2390
2391 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2392                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2393 {
2394         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2395 }
2396
2397 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2398 {
2399         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2400
2401         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2402
2403         return ret;
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2406
2407 #ifdef CONFIG_TRACING
2408 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2409 {
2410         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2411         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2412         return ret;
2413 }
2414 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2415
2416 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2417 {
2418         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2419         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2420         return ret;
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2423 #endif
2424
2425 #ifdef CONFIG_NUMA
2426 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2427 {
2428         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2429
2430         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2431                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2432
2433         return ret;
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2436
2437 #ifdef CONFIG_TRACING
2438 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2439                                     gfp_t gfpflags,
2440                                     int node, size_t size)
2441 {
2442         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2443
2444         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2445                            size, s->size, gfpflags, node);
2446         return ret;
2447 }
2448 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2449 #endif
2450 #endif
2451
2452 /*
2453  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2454  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2455  *
2456  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2457  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2458  * handling required then we can return immediately.
2459  */
2460 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2461                         void *x, unsigned long addr)
2462 {
2463         void *prior;
2464         void **object = (void *)x;
2465         int was_frozen;
2466         struct page new;
2467         unsigned long counters;
2468         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2469         unsigned long uninitialized_var(flags);
2470
2471         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2472
2473         if (kmem_cache_debug(s) &&
2474                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2475                 return;
2476
2477         do {
2478                 if (unlikely(n)) {
2479                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2480                         n = NULL;
2481                 }
2482                 prior = page->freelist;
2483                 counters = page->counters;
2484                 set_freepointer(s, object, prior);
2485                 new.counters = counters;
2486                 was_frozen = new.frozen;
2487                 new.inuse--;
2488                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2489
2490                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2491
2492                                 /*
2493                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2494                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2495                                  */
2496                                 new.frozen = 1;
2497
2498                         else { /* Needs to be taken off a list */
2499
2500                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2501                                 /*
2502                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2503                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2504                                  * drop the list_lock without any processing.
2505                                  *
2506                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2507                                  * other processors updating the list of slabs.
2508                                  */
2509                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2510
2511                         }
2512                 }
2513
2514         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2515                 prior, counters,
2516                 object, new.counters,
2517                 "__slab_free"));
2518
2519         if (likely(!n)) {
2520
2521                 /*
2522                  * If we just froze the page then put it onto the
2523                  * per cpu partial list.
2524                  */
2525                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2526                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2527                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2528                 }
2529                 /*
2530                  * The list lock was not taken therefore no list
2531                  * activity can be necessary.
2532                  */
2533                 if (was_frozen)
2534                         stat(s, FREE_FROZEN);
2535                 return;
2536         }
2537
2538         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2539                 goto slab_empty;
2540
2541         /*
2542          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2543          * then add it.
2544          */
2545         if (kmem_cache_debug(s) && unlikely(!prior)) {
2546                 remove_full(s, page);
2547                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2548                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2549         }
2550         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2551         return;
2552
2553 slab_empty:
2554         if (prior) {
2555                 /*
2556                  * Slab on the partial list.
2557                  */
2558                 remove_partial(n, page);
2559                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2560         } else
2561                 /* Slab must be on the full list */
2562                 remove_full(s, page);
2563
2564         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2565         stat(s, FREE_SLAB);
2566         discard_slab(s, page);
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2571  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2572  *
2573  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2574  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2575  * the item before.
2576  *
2577  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2578  * with all sorts of special processing.
2579  */
2580 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2581                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2582 {
2583         void **object = (void *)x;
2584         struct kmem_cache_cpu *c;
2585         unsigned long tid;
2586
2587         slab_free_hook(s, x);
2588
2589 redo:
2590         /*
2591          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2592          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2593          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2594          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2595          */
2596         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2597
2598         tid = c->tid;
2599         barrier();
2600
2601         if (likely(page == c->page)) {
2602                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2603
2604                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2605                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2606                                 c->freelist, tid,
2607                                 object, next_tid(tid)))) {
2608
2609                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2610                         goto redo;
2611                 }
2612                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2613         } else
2614                 __slab_free(s, page, x, addr);
2615
2616 }
2617
2618 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2619 {
2620         s = cache_from_obj(s, x);
2621         if (!s)
2622                 return;
2623         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2624         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2625 }
2626 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2627
2628 /*
2629  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2630  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2631  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2632  * another.
2633  *
2634  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2635  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2636  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2637  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2638  * locking overhead.
2639  */
2640
2641 /*
2642  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2643  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2644  * and increases the number of allocations possible without having to
2645  * take the list_lock.
2646  */
2647 static int slub_min_order;
2648 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2649 static int slub_min_objects;
2650
2651 /*
2652  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2653  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2654  */
2655 static int slub_nomerge;
2656
2657 /*
2658  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2659  *
2660  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2661  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2662  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2663  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2664  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2665  * would be wasted.
2666  *
2667  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2668  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2669  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2670  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2671  *
2672  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2673  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2674  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2675  * of space in favor of a small page order.
2676  *
2677  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2678  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2679  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2680  * the smallest order which will fit the object.
2681  */
2682 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2683                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2684 {
2685         int order;
2686         int rem;
2687         int min_order = slub_min_order;
2688
2689         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2690                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2691
2692         for (order = max(min_order,
2693                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2694                         order <= max_order; order++) {
2695
2696                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2697
2698                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2699                         continue;
2700
2701                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2702
2703                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2704                         break;
2705
2706         }
2707
2708         return order;
2709 }
2710
2711 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2712 {
2713         int order;
2714         int min_objects;
2715         int fraction;
2716         int max_objects;
2717
2718         /*
2719          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2720          * works by first attempting to generate a layout with
2721          * the best configuration and backing off gradually.
2722          *
2723          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2724          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2725          */
2726         min_objects = slub_min_objects;
2727         if (!min_objects)
2728                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2729         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2730         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2731
2732         while (min_objects > 1) {
2733                 fraction = 16;
2734                 while (fraction >= 4) {
2735                         order = slab_order(size, min_objects,
2736                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2737                         if (order <= slub_max_order)
2738                                 return order;
2739                         fraction /= 2;
2740                 }
2741                 min_objects--;
2742         }
2743
2744         /*
2745          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2746          * lets see if we can place a single object there.
2747          */
2748         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2749         if (order <= slub_max_order)
2750                 return order;
2751
2752         /*
2753          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2754          */
2755         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2756         if (order < MAX_ORDER)
2757                 return order;
2758         return -ENOSYS;
2759 }
2760
2761 static void
2762 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2763 {
2764         n->nr_partial = 0;
2765         spin_lock_init(&n->list_lock);
2766         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2767 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2768         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2769         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2770         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2771 #endif
2772 }
2773
2774 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2775 {
2776         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2777                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2778
2779         /*
2780          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2781          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2782          */
2783         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2784                                      2 * sizeof(void *));
2785
2786         if (!s->cpu_slab)
2787                 return 0;
2788
2789         init_kmem_cache_cpus(s);
2790
2791         return 1;
2792 }
2793
2794 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2795
2796 /*
2797  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2798  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2799  * possible.
2800  *
2801  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2802  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2803  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2804  */
2805 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2806 {
2807         struct page *page;
2808         struct kmem_cache_node *n;
2809
2810         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2811
2812         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2813
2814         BUG_ON(!page);
2815         if (page_to_nid(page) != node) {
2816                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2817                                 "node %d\n", node);
2818                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2819                                 "in order to be able to continue\n");
2820         }
2821
2822         n = page->freelist;
2823         BUG_ON(!n);
2824         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2825         page->inuse = 1;
2826         page->frozen = 0;
2827         kmem_cache_node->node[node] = n;
2828 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2829         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2830         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2831 #endif
2832         init_kmem_cache_node(n);
2833         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2834
2835         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2836 }
2837
2838 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2839 {
2840         int node;
2841
2842         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2843                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2844
2845                 if (n)
2846                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2847
2848                 s->node[node] = NULL;
2849         }
2850 }
2851
2852 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2853 {
2854         int node;
2855
2856         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2857                 struct kmem_cache_node *n;
2858
2859                 if (slab_state == DOWN) {
2860                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2861                         continue;
2862                 }
2863                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2864                                                 GFP_KERNEL, node);
2865
2866                 if (!n) {
2867                         free_kmem_cache_nodes(s);
2868                         return 0;
2869                 }
2870
2871                 s->node[node] = n;
2872                 init_kmem_cache_node(n);
2873         }
2874         return 1;
2875 }
2876
2877 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2878 {
2879         if (min < MIN_PARTIAL)
2880                 min = MIN_PARTIAL;
2881         else if (min > MAX_PARTIAL)
2882                 min = MAX_PARTIAL;
2883         s->min_partial = min;
2884 }
2885
2886 /*
2887  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2888  * a slab object.
2889  */
2890 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2891 {
2892         unsigned long flags = s->flags;
2893         unsigned long size = s->object_size;
2894         int order;
2895
2896         /*
2897          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2898          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2899          * the possible location of the free pointer.
2900          */
2901         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2902
2903 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2904         /*
2905          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2906          * the slab may touch the object after free or before allocation
2907          * then we should never poison the object itself.
2908          */
2909         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2910                         !s->ctor)
2911                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2912         else
2913                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2914
2915
2916         /*
2917          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2918          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2919          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2920          */
2921         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2922                 size += sizeof(void *);
2923 #endif
2924
2925         /*
2926          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2927          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2928          */
2929         s->inuse = size;
2930
2931         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2932                 s->ctor)) {
2933                 /*
2934                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2935                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2936                  * kmem_cache_free.
2937                  *
2938                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2939                  * destructor or are poisoning the objects.
2940                  */
2941                 s->offset = size;
2942                 size += sizeof(void *);
2943         }
2944
2945 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2946         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2947                 /*
2948                  * Need to store information about allocs and frees after
2949                  * the object.
2950                  */
2951                 size += 2 * sizeof(struct track);
2952
2953         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2954                 /*
2955                  * Add some empty padding so that we can catch
2956                  * overwrites from earlier objects rather than let
2957                  * tracking information or the free pointer be
2958                  * corrupted if a user writes before the start
2959                  * of the object.
2960                  */
2961                 size += sizeof(void *);
2962 #endif
2963
2964         /*
2965          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2966          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2967          * each object to conform to the alignment.
2968          */
2969         size = ALIGN(size, s->align);
2970         s->size = size;
2971         if (forced_order >= 0)
2972                 order = forced_order;
2973         else
2974                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2975
2976         if (order < 0)
2977                 return 0;
2978
2979         s->allocflags = 0;
2980         if (order)
2981                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2982
2983         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2984                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2985
2986         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2987                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2988
2989         /*
2990          * Determine the number of objects per slab
2991          */
2992         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2993         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2994         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2995                 s->max = s->oo;
2996
2997         return !!oo_objects(s->oo);
2998 }
2999
3000 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3001 {
3002         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3003         s->reserved = 0;
3004
3005         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3006                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3007
3008         if (!calculate_sizes(s, -1))
3009                 goto error;
3010         if (disable_higher_order_debug) {
3011                 /*
3012                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3013                  * order increased.
3014                  */
3015                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3016                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3017                         s->offset = 0;
3018                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3019                                 goto error;
3020                 }
3021         }
3022
3023 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3024     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3025         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3026                 /* Enable fast mode */
3027                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3028 #endif
3029
3030         /*
3031          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3032          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3033          */
3034         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3035
3036         /*
3037          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3038          * per cpu partial lists of a processor.
3039          *
3040          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3041          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3042          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3043          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3044          *
3045          * This setting also determines
3046          *
3047          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3048          *    per node list when we reach the limit.
3049          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3050          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3051          *    to keep some capacity around for frees.
3052          */
3053         if (kmem_cache_debug(s))
3054                 s->cpu_partial = 0;
3055         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3056                 s->cpu_partial = 2;
3057         else if (s->size >= 1024)
3058                 s->cpu_partial = 6;
3059         else if (s->size >= 256)
3060                 s->cpu_partial = 13;
3061         else
3062                 s->cpu_partial = 30;
3063
3064 #ifdef CONFIG_NUMA
3065         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3066 #endif
3067         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3068                 goto error;
3069
3070         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3071                 return 0;
3072
3073         free_kmem_cache_nodes(s);
3074 error:
3075         if (flags & SLAB_PANIC)
3076                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3077                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3078                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size, oo_order(s->oo),
3079                         s->offset, flags);
3080         return -EINVAL;
3081 }
3082
3083 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3084                                                         const char *text)
3085 {
3086 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3087         void *addr = page_address(page);
3088         void *p;
3089         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3090                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3091         if (!map)
3092                 return;
3093         slab_err(s, page, text, s->name);
3094         slab_lock(page);
3095
3096         get_map(s, page, map);
3097         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3098
3099                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3100                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3101                                                         p, p - addr);
3102                         print_tracking(s, p);
3103                 }
3104         }
3105         slab_unlock(page);
3106         kfree(map);
3107 #endif
3108 }
3109
3110 /*
3111  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3112  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3113  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3114  */
3115 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3116 {
3117         struct page *page, *h;
3118
3119         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3120                 if (!page->inuse) {
3121                         remove_partial(n, page);
3122                         discard_slab(s, page);
3123                 } else {
3124                         list_slab_objects(s, page,
3125                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3126                 }
3127         }
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Release all resources used by a slab cache.
3132  */
3133 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3134 {
3135         int node;
3136
3137         flush_all(s);
3138         /* Attempt to free all objects */
3139         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3140                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3141
3142                 free_partial(s, n);
3143                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3144                         return 1;
3145         }
3146         free_percpu(s->cpu_slab);
3147         free_kmem_cache_nodes(s);
3148         return 0;
3149 }
3150
3151 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3152 {
3153         int rc = kmem_cache_close(s);
3154
3155         if (!rc)
3156                 sysfs_slab_remove(s);
3157
3158         return rc;
3159 }
3160
3161 /********************************************************************
3162  *              Kmalloc subsystem
3163  *******************************************************************/
3164
3165 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3166 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3167
3168 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3169 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3170 #endif
3171
3172 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3173 {
3174         get_option(&str, &slub_min_order);
3175
3176         return 1;
3177 }
3178
3179 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3180
3181 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3182 {
3183         get_option(&str, &slub_max_order);
3184         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3185
3186         return 1;
3187 }
3188
3189 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3190
3191 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3192 {
3193         get_option(&str, &slub_min_objects);
3194
3195         return 1;
3196 }
3197
3198 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3199
3200 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3201 {
3202         slub_nomerge = 1;
3203         return 1;
3204 }
3205
3206 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3207
3208 /*
3209  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3210  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3211  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3212  * fls.
3213  */
3214 static s8 size_index[24] = {
3215         3,      /* 8 */
3216         4,      /* 16 */
3217         5,      /* 24 */
3218         5,      /* 32 */
3219         6,      /* 40 */
3220         6,      /* 48 */
3221         6,      /* 56 */
3222         6,      /* 64 */
3223         1,      /* 72 */
3224         1,      /* 80 */
3225         1,      /* 88 */
3226         1,      /* 96 */
3227         7,      /* 104 */
3228         7,      /* 112 */
3229         7,      /* 120 */
3230         7,      /* 128 */
3231         2,      /* 136 */
3232         2,      /* 144 */
3233         2,      /* 152 */
3234         2,      /* 160 */
3235         2,      /* 168 */
3236         2,      /* 176 */
3237         2,      /* 184 */
3238         2       /* 192 */
3239 };
3240
3241 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3242 {
3243         return (bytes - 1) / 8;
3244 }
3245
3246 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3247 {
3248         int index;
3249
3250         if (size <= 192) {
3251                 if (!size)
3252                         return ZERO_SIZE_PTR;
3253
3254                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3255         } else
3256                 index = fls(size - 1);
3257
3258 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3259         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3260                 return kmalloc_dma_caches[index];
3261
3262 #endif
3263         return kmalloc_caches[index];
3264 }
3265
3266 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3267 {
3268         struct kmem_cache *s;
3269         void *ret;
3270
3271         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3272                 return kmalloc_large(size, flags);
3273
3274         s = get_slab(size, flags);
3275
3276         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3277                 return s;
3278
3279         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3280
3281         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3282
3283         return ret;
3284 }
3285 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3286
3287 #ifdef CONFIG_NUMA
3288 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3289 {
3290         struct page *page;
3291         void *ptr = NULL;
3292
3293         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3294         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3295         if (page)
3296                 ptr = page_address(page);
3297
3298         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3299         return ptr;
3300 }
3301
3302 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3303 {
3304         struct kmem_cache *s;
3305         void *ret;
3306
3307         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3308                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3309
3310                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3311                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3312                                    flags, node);
3313
3314                 return ret;
3315         }
3316
3317         s = get_slab(size, flags);
3318
3319         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3320                 return s;
3321
3322         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3323
3324         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3325
3326         return ret;
3327 }
3328 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3329 #endif
3330
3331 size_t ksize(const void *object)
3332 {
3333         struct page *page;
3334
3335         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3336                 return 0;
3337
3338         page = virt_to_head_page(object);
3339
3340         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3341                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3342                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3343         }
3344
3345         return slab_ksize(page->slab_cache);
3346 }
3347 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3348
3349 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3350 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3351 {
3352         struct page *page;
3353         void *object = (void *)x;
3354         unsigned long flags;
3355         bool rv;
3356
3357         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3358                 return false;
3359
3360         local_irq_save(flags);
3361
3362         page = virt_to_head_page(x);
3363         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3364                 /* maybe it was from stack? */
3365                 rv = true;
3366                 goto out_unlock;
3367         }
3368
3369         slab_lock(page);
3370         if (on_freelist(page->slab_cache, page, object)) {
3371                 object_err(page->slab_cache, page, object, "Object is on free-list");
3372                 rv = false;
3373         } else {
3374                 rv = true;
3375         }
3376         slab_unlock(page);
3377
3378 out_unlock:
3379         local_irq_restore(flags);
3380         return rv;
3381 }
3382 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3383 #endif
3384
3385 void kfree(const void *x)
3386 {
3387         struct page *page;
3388         void *object = (void *)x;
3389
3390         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3391
3392         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3393                 return;
3394
3395         page = virt_to_head_page(x);
3396         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3397                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3398                 kmemleak_free(x);
3399                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3400                 return;
3401         }
3402         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3405
3406 /*
3407  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3408  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3409  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3410  * and thus they can be removed from the partial lists.
3411  *
3412  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3413  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3414  * are freed in them.
3415  */
3416 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3417 {
3418         int node;
3419         int i;
3420         struct kmem_cache_node *n;
3421         struct page *page;
3422         struct page *t;
3423         int objects = oo_objects(s->max);
3424         struct list_head *slabs_by_inuse =
3425                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3426         unsigned long flags;
3427
3428         if (!slabs_by_inuse)
3429                 return -ENOMEM;
3430
3431         flush_all(s);
3432         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3433                 n = get_node(s, node);
3434
3435                 if (!n->nr_partial)
3436                         continue;
3437
3438                 for (i = 0; i < objects; i++)
3439                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3440
3441                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3442
3443                 /*
3444                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3445                  *
3446                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3447                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3448                  */
3449                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3450                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3451                         if (!page->inuse)
3452                                 n->nr_partial--;
3453                 }
3454
3455                 /*
3456                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3457                  * first and the least used slabs at the end.
3458                  */
3459                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3460                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3461
3462                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3463
3464                 /* Release empty slabs */
3465                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3466                         discard_slab(s, page);
3467         }
3468
3469         kfree(slabs_by_inuse);
3470         return 0;
3471 }
3472 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3473
3474 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3475 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3476 {
3477         struct kmem_cache *s;
3478
3479         mutex_lock(&slab_mutex);
3480         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3481                 kmem_cache_shrink(s);
3482         mutex_unlock(&slab_mutex);
3483
3484         return 0;
3485 }
3486
3487 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3488 {
3489         struct kmem_cache_node *n;
3490         struct kmem_cache *s;
3491         struct memory_notify *marg = arg;
3492         int offline_node;
3493
3494         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3495
3496         /*
3497          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3498          * for it yet.
3499          */
3500         if (offline_node < 0)
3501                 return;
3502
3503         mutex_lock(&slab_mutex);
3504         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3505                 n = get_node(s, offline_node);
3506                 if (n) {
3507                         /*
3508                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3509                          * that is going down. We were unable to free them,
3510                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3511                          * callback. So, we must fail.
3512                          */
3513                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3514
3515                         s->node[offline_node] = NULL;
3516                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3517                 }
3518         }
3519         mutex_unlock(&slab_mutex);
3520 }
3521
3522 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3523 {
3524         struct kmem_cache_node *n;
3525         struct kmem_cache *s;
3526         struct memory_notify *marg = arg;
3527         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3528         int ret = 0;
3529
3530         /*
3531          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3532          * already created. Nothing to do.
3533          */
3534         if (nid < 0)
3535                 return 0;
3536
3537         /*
3538          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3539          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3540          * online.
3541          */
3542         mutex_lock(&slab_mutex);
3543         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3544                 /*
3545                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3546                  *      since memory is not yet available from the node that
3547                  *      is brought up.
3548                  */
3549                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3550                 if (!n) {
3551                         ret = -ENOMEM;
3552                         goto out;
3553                 }
3554                 init_kmem_cache_node(n);
3555                 s->node[nid] = n;
3556         }
3557 out:
3558         mutex_unlock(&slab_mutex);
3559         return ret;
3560 }
3561
3562 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3563                                 unsigned long action, void *arg)
3564 {
3565         int ret = 0;
3566
3567         switch (action) {
3568         case MEM_GOING_ONLINE:
3569                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3570                 break;
3571         case MEM_GOING_OFFLINE:
3572                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3573                 break;
3574         case MEM_OFFLINE:
3575         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3576                 slab_mem_offline_callback(arg);
3577                 break;
3578         case MEM_ONLINE:
3579         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3580                 break;
3581         }
3582         if (ret)
3583                 ret = notifier_from_errno(ret);
3584         else
3585                 ret = NOTIFY_OK;
3586         return ret;
3587 }
3588
3589 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3590
3591 /********************************************************************
3592  *                      Basic setup of slabs
3593  *******************************************************************/
3594
3595 /*
3596  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3597  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3598  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3599  */
3600
3601 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3602 {
3603         int node;
3604         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3605
3606         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3607
3608         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3609                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3610                 struct page *p;
3611
3612                 if (n) {
3613                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3614                                 p->slab_cache = s;
3615
3616 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3617                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3618                                 p->slab_cache = s;
3619 #endif
3620                 }
3621         }
3622         list_add(&s->list, &slab_caches);
3623         return s;
3624 }
3625
3626 void __init kmem_cache_init(void)
3627 {
3628         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3629                 boot_kmem_cache_node;
3630         int i;
3631         int caches = 2;
3632
3633         if (debug_guardpage_minorder())
3634                 slub_max_order = 0;
3635
3636         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3637         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3638
3639         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3640                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3641
3642         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3643
3644         /* Able to allocate the per node structures */
3645         slab_state = PARTIAL;
3646
3647         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3648                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3649                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3650                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3651
3652         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3653
3654         /*
3655          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3656          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3657          * update any list pointers.
3658          */
3659         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3660
3661         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3662
3663         /*
3664          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3665          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3666          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3667          *
3668          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3669          * handle the index determination for the smaller caches.
3670          *
3671          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3672          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3673          */
3674         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3675                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3676
3677         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3678                 int elem = size_index_elem(i);
3679                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3680                         break;
3681                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3682         }
3683
3684         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3685                 /*
3686                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3687                  * is 64 byte.
3688                  */
3689                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3690                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3691         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3692                 /*
3693                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3694                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3695                  * instead.
3696                  */
3697                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3698                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3699         }
3700
3701         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3702         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3703                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3704                 caches++;
3705         }
3706
3707         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3708                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3709                 caches++;
3710         }
3711
3712         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3713                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3714                 caches++;
3715         }
3716
3717         slab_state = UP;
3718
3719         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3720         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3721                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3722                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3723         }
3724
3725         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3726                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3727                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3728         }
3729
3730         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3731                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3732
3733                 BUG_ON(!s);
3734                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3735         }
3736
3737 #ifdef CONFIG_SMP
3738         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3739 #endif
3740
3741 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3742         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3743                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3744
3745                 if (s && s->size) {
3746                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3747                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3748
3749                         BUG_ON(!name);
3750                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3751                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3752                 }
3753         }
3754 #endif
3755         printk(KERN_INFO
3756                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3757                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3758                 caches, cache_line_size(),
3759                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3760                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3761 }
3762
3763 void __init kmem_cache_init_late(void)
3764 {
3765 }
3766
3767 /*
3768  * Find a mergeable slab cache
3769  */
3770 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3771 {
3772         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3773                 return 1;
3774
3775         if (s->ctor)
3776                 return 1;
3777
3778         /*
3779          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3780          */
3781         if (s->refcount < 0)
3782                 return 1;
3783
3784         return 0;
3785 }
3786
3787 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3788                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3789                 void (*ctor)(void *))
3790 {
3791         struct kmem_cache *s;
3792
3793         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3794                 return NULL;
3795
3796         if (ctor)
3797                 return NULL;
3798
3799         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3800         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3801         size = ALIGN(size, align);
3802         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3803
3804         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3805                 if (slab_unmergeable(s))
3806                         continue;
3807
3808                 if (size > s->size)
3809                         continue;
3810
3811                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3812                                 continue;
3813                 /*
3814                  * Check if alignment is compatible.
3815                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3816                  */
3817                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3818                         continue;
3819
3820                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3821                         continue;
3822
3823                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3824                         continue;
3825
3826                 return s;
3827         }
3828         return NULL;
3829 }
3830
3831 struct kmem_cache *
3832 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3833                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3834 {
3835         struct kmem_cache *s;
3836
3837         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3838         if (s) {
3839                 s->refcount++;
3840                 /*
3841                  * Adjust the object sizes so that we clear
3842                  * the complete object on kzalloc.
3843                  */
3844                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3845                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3846
3847                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3848                         s->refcount--;
3849                         s = NULL;
3850                 }
3851         }
3852
3853         return s;
3854 }
3855
3856 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3857 {
3858         int err;
3859
3860         err = kmem_cache_open(s, flags);
3861         if (err)
3862                 return err;
3863
3864         /* Mutex is not taken during early boot */
3865         if (slab_state <= UP)
3866                 return 0;
3867
3868         mutex_unlock(&slab_mutex);
3869         err = sysfs_slab_add(s);
3870         mutex_lock(&slab_mutex);
3871
3872         if (err)
3873                 kmem_cache_close(s);
3874
3875         return err;
3876 }
3877
3878 #ifdef CONFIG_SMP
3879 /*
3880  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3881  * necessary.
3882  */
3883 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3884                 unsigned long action, void *hcpu)
3885 {
3886         long cpu = (long)hcpu;
3887         struct kmem_cache *s;
3888         unsigned long flags;
3889
3890         switch (action) {
3891         case CPU_UP_CANCELED:
3892         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3893         case CPU_DEAD:
3894         case CPU_DEAD_FROZEN:
3895                 mutex_lock(&slab_mutex);
3896                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3897                         local_irq_save(flags);
3898                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3899                         local_irq_restore(flags);
3900                 }
3901                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3902                 break;
3903         default:
3904                 break;
3905         }
3906         return NOTIFY_OK;
3907 }
3908
3909 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3910         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3911 };
3912
3913 #endif
3914
3915 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3916 {
3917         struct kmem_cache *s;
3918         void *ret;
3919
3920         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3921                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3922
3923         s = get_slab(size, gfpflags);
3924
3925         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3926                 return s;
3927
3928         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3929
3930         /* Honor the call site pointer we received. */
3931         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3932
3933         return ret;
3934 }
3935
3936 #ifdef CONFIG_NUMA
3937 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3938                                         int node, unsigned long caller)
3939 {
3940         struct kmem_cache *s;
3941         void *ret;
3942
3943         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3944                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3945
3946                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3947                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3948                                    gfpflags, node);
3949
3950                 return ret;
3951         }
3952
3953         s = get_slab(size, gfpflags);
3954
3955         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3956                 return s;
3957
3958         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3959
3960         /* Honor the call site pointer we received. */
3961         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3962
3963         return ret;
3964 }
3965 #endif
3966
3967 #ifdef CONFIG_SYSFS
3968 static int count_inuse(struct page *page)
3969 {
3970         return page->inuse;
3971 }
3972
3973 static int count_total(struct page *page)
3974 {
3975         return page->objects;
3976 }
3977 #endif
3978
3979 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3980 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3981                                                 unsigned long *map)
3982 {
3983         void *p;
3984         void *addr = page_address(page);
3985
3986         if (!check_slab(s, page) ||
3987                         !on_freelist(s, page, NULL))
3988                 return 0;
3989
3990         /* Now we know that a valid freelist exists */
3991         bitmap_zero(map, page->objects);
3992
3993         get_map(s, page, map);
3994         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3995                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3996                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3997                                 return 0;
3998         }
3999
4000         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4001                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4002                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4003                                 return 0;
4004         return 1;
4005 }
4006
4007 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4008                                                 unsigned long *map)
4009 {
4010         slab_lock(page);
4011         validate_slab(s, page, map);
4012         slab_unlock(page);
4013 }
4014
4015 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4016                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4017 {
4018         unsigned long count = 0;
4019         struct page *page;
4020         unsigned long flags;
4021
4022         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4023
4024         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4025                 validate_slab_slab(s, page, map);
4026                 count++;
4027         }
4028         if (count != n->nr_partial)
4029                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4030                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4031
4032         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4033                 goto out;
4034
4035         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4036                 validate_slab_slab(s, page, map);
4037                 count++;
4038         }
4039         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4040                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4041                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4042                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4043
4044 out:
4045         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4046         return count;
4047 }
4048
4049 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4050 {
4051         int node;
4052         unsigned long count = 0;
4053         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4054                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4055
4056         if (!map)
4057                 return -ENOMEM;
4058
4059         flush_all(s);
4060         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4061                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4062
4063                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4064         }
4065         kfree(map);
4066         return count;
4067 }
4068 /*
4069  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4070  * and freed.
4071  */
4072
4073 struct location {
4074         unsigned long count;
4075         unsigned long addr;
4076         long long sum_time;
4077         long min_time;
4078         long max_time;
4079         long min_pid;
4080         long max_pid;
4081         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4082         nodemask_t nodes;
4083 };
4084
4085 struct loc_track {
4086         unsigned long max;
4087         unsigned long count;
4088         struct location *loc;
4089 };
4090
4091 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4092 {
4093         if (t->max)
4094                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4095                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4096 }
4097
4098 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4099 {
4100         struct location *l;
4101         int order;
4102
4103         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4104
4105         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4106         if (!l)
4107                 return 0;
4108
4109         if (t->count) {
4110                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4111                 free_loc_track(t);
4112         }
4113         t->max = max;
4114         t->loc = l;
4115         return 1;
4116 }
4117
4118 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4119                                 const struct track *track)
4120 {
4121         long start, end, pos;
4122         struct location *l;
4123         unsigned long caddr;
4124         unsigned long age = jiffies - track->when;
4125
4126         start = -1;
4127         end = t->count;
4128
4129         for ( ; ; ) {
4130                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4131
4132                 /*
4133                  * There is nothing at "end". If we end up there
4134                  * we need to add something to before end.
4135                  */
4136                 if (pos == end)
4137                         break;
4138
4139                 caddr = t->loc[pos].addr;
4140                 if (track->addr == caddr) {
4141
4142                         l = &t->loc[pos];
4143                         l->count++;
4144                         if (track->when) {
4145                                 l->sum_time += age;
4146                                 if (age < l->min_time)
4147                                         l->min_time = age;
4148                                 if (age > l->max_time)
4149                                         l->max_time = age;
4150
4151                                 if (track->pid < l->min_pid)
4152                                         l->min_pid = track->pid;
4153                                 if (track->pid > l->max_pid)
4154                                         l->max_pid = track->pid;
4155
4156                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4157                                                 to_cpumask(l->cpus));
4158                         }
4159                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4160                         return 1;
4161                 }
4162
4163                 if (track->addr < caddr)
4164                         end = pos;
4165                 else
4166                         start = pos;
4167         }
4168
4169         /*
4170          * Not found. Insert new tracking element.
4171          */
4172         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4173                 return 0;
4174
4175         l = t->loc + pos;
4176         if (pos < t->count)
4177                 memmove(l + 1, l,
4178                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4179         t->count++;
4180         l->count = 1;
4181         l->addr = track->addr;
4182         l->sum_time = age;
4183         l->min_time = age;
4184         l->max_time = age;
4185         l->min_pid = track->pid;
4186         l->max_pid = track->pid;
4187         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4188         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4189         nodes_clear(l->nodes);
4190         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4191         return 1;
4192 }
4193
4194 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4195                 struct page *page, enum track_item alloc,
4196                 unsigned long *map)
4197 {
4198         void *addr = page_address(page);
4199         void *p;
4200
4201         bitmap_zero(map, page->objects);
4202         get_map(s, page, map);
4203
4204         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4205                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4206                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4207 }
4208
4209 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4210                                         enum track_item alloc)
4211 {
4212         int len = 0;
4213         unsigned long i;
4214         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4215         int node;
4216         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4217                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4218
4219         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4220                                      GFP_TEMPORARY)) {
4221                 kfree(map);
4222                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4223         }
4224         /* Push back cpu slabs */
4225         flush_all(s);
4226
4227         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4228                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4229                 unsigned long flags;
4230                 struct page *page;
4231
4232                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4233                         continue;
4234
4235                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4236                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4237                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4238                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4239                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4240                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4241         }
4242
4243         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4244                 struct location *l = &t.loc[i];
4245
4246                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4247                         break;
4248                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4249
4250                 if (l->addr)
4251                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4252                 else
4253                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4254
4255                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4256                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4257                                 l->min_time,
4258                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4259                                 l->max_time);
4260                 } else
4261                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4262                                 l->min_time);
4263
4264                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4265                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4266                                 l->min_pid, l->max_pid);
4267                 else
4268                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4269                                 l->min_pid);
4270
4271                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4272                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4273                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4274                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4275                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4276                                                  to_cpumask(l->cpus));
4277                 }
4278
4279                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4280                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4281                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4282                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4283                                         l->nodes);
4284                 }
4285
4286                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4287         }
4288
4289         free_loc_track(&t);
4290         kfree(map);
4291         if (!t.count)
4292                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4293         return len;
4294 }
4295 #endif
4296
4297 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4298 static void resiliency_test(void)
4299 {
4300         u8 *p;
4301
4302         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4303
4304         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4305         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4306         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4307
4308         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4309         p[16] = 0x12;
4310         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4311                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4312
4313         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4314
4315         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4316         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4317         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4318         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4319                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4320         printk(KERN_ERR
4321                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4322
4323         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4324         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4325         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4326         *p = 0x56;
4327         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4328                                                                         p);
4329         printk(KERN_ERR
4330                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4331         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4332
4333         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4334         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4335         kfree(p);
4336         *p = 0x78;
4337         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4338         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4339
4340         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4341         kfree(p);
4342         p[50] = 0x9a;
4343         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4344                         p);
4345         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4346
4347         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4348         kfree(p);
4349         p[512] = 0xab;
4350         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4351         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4352 }
4353 #else
4354 #ifdef CONFIG_SYSFS
4355 static void resiliency_test(void) {};
4356 #endif
4357 #endif
4358
4359 #ifdef CONFIG_SYSFS
4360 enum slab_stat_type {
4361         SL_ALL,                 /* All slabs */
4362         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4363         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4364         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4365         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4366 };
4367
4368 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4369 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4370 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4371 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4372 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4373
4374 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4375                             char *buf, unsigned long flags)
4376 {
4377         unsigned long total = 0;
4378         int node;
4379         int x;
4380         unsigned long *nodes;
4381         unsigned long *per_cpu;
4382
4383         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4384         if (!nodes)
4385                 return -ENOMEM;
4386         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4387
4388         if (flags & SO_CPU) {
4389                 int cpu;
4390
4391                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4392                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4393                         int node;
4394                         struct page *page;
4395
4396                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4397                         if (!page)
4398                                 continue;
4399
4400                         node = page_to_nid(page);
4401                         if (flags & SO_TOTAL)
4402                                 x = page->objects;
4403                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4404                                 x = page->inuse;
4405                         else
4406                                 x = 1;
4407
4408                         total += x;
4409                         nodes[node] += x;
4410
4411                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4412                         if (page) {
4413                                 x = page->pobjects;
4414                                 total += x;
4415                                 nodes[node] += x;
4416                         }
4417
4418                         per_cpu[node]++;
4419                 }
4420         }
4421
4422         lock_memory_hotplug();
4423 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4424         if (flags & SO_ALL) {
4425                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4426                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4427
4428                 if (flags & SO_TOTAL)
4429                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4430                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4431                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4432                                 count_partial(n, count_free);
4433
4434                         else
4435                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4436                         total += x;
4437                         nodes[node] += x;
4438                 }
4439
4440         } else
4441 #endif
4442         if (flags & SO_PARTIAL) {
4443                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4444                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4445
4446                         if (flags & SO_TOTAL)
4447                                 x = count_partial(n, count_total);
4448                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4449                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4450                         else
4451                                 x = n->nr_partial;
4452                         total += x;
4453                         nodes[node] += x;
4454                 }
4455         }
4456         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4457 #ifdef CONFIG_NUMA
4458         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4459                 if (nodes[node])
4460                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4461                                         node, nodes[node]);
4462 #endif
4463         unlock_memory_hotplug();
4464         kfree(nodes);
4465         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4466 }
4467
4468 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4469 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4470 {
4471         int node;
4472
4473         for_each_online_node(node) {
4474                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4475
4476                 if (!n)
4477                         continue;
4478
4479                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4480                         return 1;
4481         }
4482         return 0;
4483 }
4484 #endif
4485
4486 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4487 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4488
4489 struct slab_attribute {
4490         struct attribute attr;
4491         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4492         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4493 };
4494
4495 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4496         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4497         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4498
4499 #define SLAB_ATTR(_name) \
4500         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4501         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4502
4503 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4504 {
4505         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4506 }
4507 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4508
4509 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4510 {
4511         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4512 }
4513 SLAB_ATTR_RO(align);
4514
4515 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4516 {
4517         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4518 }
4519 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4520
4521 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4522 {
4523         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4524 }
4525 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4526
4527 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4528                                 const char *buf, size_t length)
4529 {
4530         unsigned long order;
4531         int err;
4532
4533         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4534         if (err)
4535                 return err;
4536
4537         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4538                 return -EINVAL;
4539
4540         calculate_sizes(s, order);
4541         return length;
4542 }
4543
4544 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4545 {
4546         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4547 }
4548 SLAB_ATTR(order);
4549
4550 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4551 {
4552         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4553 }
4554
4555 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4556                                  size_t length)
4557 {
4558         unsigned long min;
4559         int err;
4560
4561         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4562         if (err)
4563                 return err;
4564
4565         set_min_partial(s, min);
4566         return length;
4567 }
4568 SLAB_ATTR(min_partial);
4569
4570 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4571 {
4572         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4573 }
4574
4575 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4576                                  size_t length)
4577 {
4578         unsigned long objects;
4579         int err;
4580
4581         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4582         if (err)
4583                 return err;
4584         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4585                 return -EINVAL;
4586
4587         s->cpu_partial = objects;
4588         flush_all(s);
4589         return length;
4590 }
4591 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4592
4593 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4594 {
4595         if (!s->ctor)
4596                 return 0;
4597         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4598 }
4599 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4600
4601 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4602 {
4603         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4604 }
4605 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4606
4607 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4608 {
4609         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4610 }
4611 SLAB_ATTR_RO(partial);
4612
4613 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4614 {
4615         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4616 }
4617 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4618
4619 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4620 {
4621         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4622 }
4623 SLAB_ATTR_RO(objects);
4624
4625 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4626 {
4627         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4628 }
4629 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4630
4631 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4632 {
4633         int objects = 0;
4634         int pages = 0;
4635         int cpu;
4636         int len;
4637
4638         for_each_online_cpu(cpu) {
4639                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4640
4641                 if (page) {
4642                         pages += page->pages;
4643                         objects += page->pobjects;
4644                 }
4645         }
4646
4647         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4648
4649 #ifdef CONFIG_SMP
4650         for_each_online_cpu(cpu) {
4651                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4652
4653                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4654                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4655                                 page->pobjects, page->pages);
4656         }
4657 #endif
4658         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4659 }
4660 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4661
4662 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4663 {
4664         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4665 }
4666
4667 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4668                                 const char *buf, size_t length)
4669 {
4670         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4671         if (buf[0] == '1')
4672                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4673         return length;
4674 }
4675 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4676
4677 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4678 {
4679         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4680 }
4681 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4682
4683 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4684 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4685 {
4686         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4687 }
4688 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4689 #endif
4690
4691 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4692 {
4693         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4694 }
4695 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4696
4697 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4698 {
4699         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4700 }
4701 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4702
4703 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4704 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4705 {
4706         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4707 }
4708 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4709
4710 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4711 {
4712         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4713 }
4714 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4715
4716 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4717 {
4718         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4719 }
4720
4721 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4722                                 const char *buf, size_t length)
4723 {
4724         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4725         if (buf[0] == '1') {
4726                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4727                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4728         }
4729         return length;
4730 }
4731 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4732
4733 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4734 {
4735         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4736 }
4737
4738 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4739                                                         size_t length)
4740 {
4741         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4742         if (buf[0] == '1') {
4743                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4744                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4745         }
4746         return length;
4747 }
4748 SLAB_ATTR(trace);
4749
4750 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4751 {
4752         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4753 }
4754
4755 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4756                                 const char *buf, size_t length)
4757 {
4758         if (any_slab_objects(s))
4759                 return -EBUSY;
4760
4761         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4762         if (buf[0] == '1') {
4763                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4764                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4765         }
4766         calculate_sizes(s, -1);
4767         return length;
4768 }
4769 SLAB_ATTR(red_zone);
4770
4771 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4772 {
4773         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4774 }
4775
4776 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4777                                 const char *buf, size_t length)
4778 {
4779         if (any_slab_objects(s))
4780                 return -EBUSY;
4781
4782         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4783         if (buf[0] == '1') {
4784                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4785                 s->flags |= SLAB_POISON;
4786         }
4787         calculate_sizes(s, -1);
4788         return length;
4789 }
4790 SLAB_ATTR(poison);
4791
4792 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4793 {
4794         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4795 }
4796
4797 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4798                                 const char *buf, size_t length)
4799 {
4800         if (any_slab_objects(s))
4801                 return -EBUSY;
4802
4803         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4804         if (buf[0] == '1') {
4805                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4806                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4807         }
4808         calculate_sizes(s, -1);
4809         return length;
4810 }
4811 SLAB_ATTR(store_user);
4812
4813 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4814 {
4815         return 0;
4816 }
4817
4818 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4819                         const char *buf, size_t length)
4820 {
4821         int ret = -EINVAL;
4822
4823         if (buf[0] == '1') {
4824                 ret = validate_slab_cache(s);
4825                 if (ret >= 0)
4826                         ret = length;
4827         }
4828         return ret;
4829 }
4830 SLAB_ATTR(validate);
4831
4832 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4833 {
4834         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4835                 return -ENOSYS;
4836         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4837 }
4838 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4839
4840 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4841 {
4842         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4843                 return -ENOSYS;
4844         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4845 }
4846 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4847 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4848
4849 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4850 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4851 {
4852         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4853 }
4854
4855 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4856                                                         size_t length)
4857 {
4858         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4859         if (buf[0] == '1')
4860                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4861         return length;
4862 }
4863 SLAB_ATTR(failslab);
4864 #endif
4865
4866 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4867 {
4868         return 0;
4869 }
4870
4871 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4872                         const char *buf, size_t length)
4873 {
4874         if (buf[0] == '1') {
4875                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4876
4877                 if (rc)
4878                         return rc;
4879         } else
4880                 return -EINVAL;
4881         return length;
4882 }
4883 SLAB_ATTR(shrink);
4884
4885 #ifdef CONFIG_NUMA
4886 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4887 {
4888         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4889 }
4890
4891 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4892                                 const char *buf, size_t length)
4893 {
4894         unsigned long ratio;
4895         int err;
4896
4897         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4898         if (err)
4899                 return err;
4900
4901         if (ratio <= 100)
4902                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4903
4904         return length;
4905 }
4906 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4907 #endif
4908
4909 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4910 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4911 {
4912         unsigned long sum  = 0;
4913         int cpu;
4914         int len;
4915         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4916
4917         if (!data)
4918                 return -ENOMEM;
4919
4920         for_each_online_cpu(cpu) {
4921                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4922
4923                 data[cpu] = x;
4924                 sum += x;
4925         }
4926
4927         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4928
4929 #ifdef CONFIG_SMP
4930         for_each_online_cpu(cpu) {
4931                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4932                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4933         }
4934 #endif
4935         kfree(data);
4936         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4937 }
4938
4939 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4940 {
4941         int cpu;
4942
4943         for_each_online_cpu(cpu)
4944                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4945 }
4946
4947 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4948 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4949 {                                                               \
4950         return show_stat(s, buf, si);                           \
4951 }                                                               \
4952 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4953                                 const char *buf, size_t length) \
4954 {                                                               \
4955         if (buf[0] != '0')                                      \
4956                 return -EINVAL;                                 \
4957         clear_stat(s, si);                                      \
4958         return length;                                          \
4959 }                                                               \
4960 SLAB_ATTR(text);                                                \
4961
4962 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4963 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4964 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4965 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4966 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4967 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4968 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4969 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4970 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4971 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4972 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4973 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4974 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4975 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4976 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4977 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4978 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4979 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4980 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4981 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4982 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4983 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4984 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4985 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4986 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4987 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4988 #endif
4989
4990 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4991         &slab_size_attr.attr,
4992         &object_size_attr.attr,
4993         &objs_per_slab_attr.attr,
4994         &order_attr.attr,
4995         &min_partial_attr.attr,
4996         &cpu_partial_attr.attr,
4997         &objects_attr.attr,
4998         &objects_partial_attr.attr,
4999         &partial_attr.attr,
5000         &cpu_slabs_attr.attr,
5001         &ctor_attr.attr,
5002         &aliases_attr.attr,
5003         &align_attr.attr,
5004         &hwcache_align_attr.attr,
5005         &reclaim_account_attr.attr,
5006         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5007         &shrink_attr.attr,
5008         &reserved_attr.attr,
5009         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5010 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5011         &total_objects_attr.attr,
5012         &slabs_attr.attr,
5013         &sanity_checks_attr.attr,
5014         &trace_attr.attr,
5015         &red_zone_attr.attr,
5016         &poison_attr.attr,
5017         &store_user_attr.attr,
5018         &validate_attr.attr,
5019         &alloc_calls_attr.attr,
5020         &free_calls_attr.attr,
5021 #endif
5022 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5023         &cache_dma_attr.attr,
5024 #endif
5025 #ifdef CONFIG_NUMA
5026         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5027 #endif
5028 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5029         &alloc_fastpath_attr.attr,
5030         &alloc_slowpath_attr.attr,
5031         &free_fastpath_attr.attr,
5032         &free_slowpath_attr.attr,
5033         &free_frozen_attr.attr,
5034         &free_add_partial_attr.attr,
5035         &free_remove_partial_attr.attr,
5036         &alloc_from_partial_attr.attr,
5037         &alloc_slab_attr.attr,
5038         &alloc_refill_attr.attr,
5039         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5040         &free_slab_attr.attr,
5041         &cpuslab_flush_attr.attr,
5042         &deactivate_full_attr.attr,
5043         &deactivate_empty_attr.attr,
5044         &deactivate_to_head_attr.attr,
5045         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5046         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5047         &deactivate_bypass_attr.attr,
5048         &order_fallback_attr.attr,
5049         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5050         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5051         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5052         &cpu_partial_free_attr.attr,
5053         &cpu_partial_node_attr.attr,
5054         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5055 #endif
5056 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5057         &failslab_attr.attr,
5058 #endif
5059
5060         NULL
5061 };
5062
5063 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5064         .attrs = slab_attrs,
5065 };
5066
5067 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5068                                 struct attribute *attr,
5069                                 char *buf)
5070 {
5071         struct slab_attribute *attribute;
5072         struct kmem_cache *s;
5073         int err;
5074
5075         attribute = to_slab_attr(attr);
5076         s = to_slab(kobj);
5077
5078         if (!attribute->show)
5079                 return -EIO;
5080
5081         err = attribute->show(s, buf);
5082
5083         return err;
5084 }
5085
5086 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5087                                 struct attribute *attr,
5088                                 const char *buf, size_t len)
5089 {
5090         struct slab_attribute *attribute;
5091         struct kmem_cache *s;
5092         int err;
5093
5094         attribute = to_slab_attr(attr);
5095         s = to_slab(kobj);
5096
5097         if (!attribute->store)
5098                 return -EIO;
5099
5100         err = attribute->store(s, buf, len);
5101
5102         return err;
5103 }
5104
5105 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5106         .show = slab_attr_show,
5107         .store = slab_attr_store,
5108 };
5109
5110 static struct kobj_type slab_ktype = {
5111         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5112 };
5113
5114 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5115 {
5116         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5117
5118         if (ktype == &slab_ktype)
5119                 return 1;
5120         return 0;
5121 }
5122
5123 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5124         .filter = uevent_filter,
5125 };
5126
5127 static struct kset *slab_kset;
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", memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5165 #endif
5166
5167         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5168         return name;
5169 }
5170
5171 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5172 {
5173         int err;
5174         const char *name;
5175         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5176
5177         if (unmergeable) {
5178                 /*
5179                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5180                  * This is typically the case for debug situations. In that
5181                  * case we can catch duplicate names easily.
5182                  */
5183                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5184                 name = s->name;
5185         } else {
5186                 /*
5187                  * Create a unique name for the slab as a target
5188                  * for the symlinks.
5189                  */
5190                 name = create_unique_id(s);
5191         }
5192
5193         s->kobj.kset = slab_kset;
5194         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5195         if (err) {
5196                 kobject_put(&s->kobj);
5197                 return err;
5198         }
5199
5200         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5201         if (err) {
5202                 kobject_del(&s->kobj);
5203                 kobject_put(&s->kobj);
5204                 return err;
5205         }
5206         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5207         if (!unmergeable) {
5208                 /* Setup first alias */
5209                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5210                 kfree(name);
5211         }
5212         return 0;
5213 }
5214
5215 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5216 {
5217         if (slab_state < FULL)
5218                 /*
5219                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5220                  * cache from sysfs.
5221                  */
5222                 return;
5223
5224         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5225         kobject_del(&s->kobj);
5226         kobject_put(&s->kobj);
5227 }
5228
5229 /*
5230  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5231  * available lest we lose that information.
5232  */
5233 struct saved_alias {
5234         struct kmem_cache *s;
5235         const char *name;
5236         struct saved_alias *next;
5237 };
5238
5239 static struct saved_alias *alias_list;
5240
5241 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5242 {
5243         struct saved_alias *al;
5244
5245         if (slab_state == FULL) {
5246                 /*
5247                  * If we have a leftover link then remove it.
5248                  */
5249                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5250                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5251         }
5252
5253         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5254         if (!al)
5255                 return -ENOMEM;
5256
5257         al->s = s;
5258         al->name = name;
5259         al->next = alias_list;
5260         alias_list = al;
5261         return 0;
5262 }
5263
5264 static int __init slab_sysfs_init(void)
5265 {
5266         struct kmem_cache *s;
5267         int err;
5268
5269         mutex_lock(&slab_mutex);
5270
5271         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5272         if (!slab_kset) {
5273                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5274                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5275                 return -ENOSYS;
5276         }
5277
5278         slab_state = FULL;
5279
5280         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5281                 err = sysfs_slab_add(s);
5282                 if (err)
5283                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5284                                                 " to sysfs\n", s->name);
5285         }
5286
5287         while (alias_list) {
5288                 struct saved_alias *al = alias_list;
5289
5290                 alias_list = alias_list->next;
5291                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5292                 if (err)
5293                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5294                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5295                 kfree(al);
5296         }
5297
5298         mutex_unlock(&slab_mutex);
5299         resiliency_test();
5300         return 0;
5301 }
5302
5303 __initcall(slab_sysfs_init);
5304 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5305
5306 /*
5307  * The /proc/slabinfo ABI
5308  */
5309 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5310 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5311 {
5312         unsigned long nr_partials = 0;
5313         unsigned long nr_slabs = 0;
5314         unsigned long nr_objs = 0;
5315         unsigned long nr_free = 0;
5316         int node;
5317
5318         for_each_online_node(node) {
5319                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5320
5321                 if (!n)
5322                         continue;
5323
5324                 nr_partials += n->nr_partial;
5325                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5326                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5327                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5328         }
5329
5330         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5331         sinfo->num_objs = nr_objs;
5332         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5333         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5334         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5335         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5336 }
5337
5338 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5339 {
5340 }
5341
5342 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5343                        size_t count, loff_t *ppos)
5344 {
5345         return -EIO;
5346 }
5347 #endif /* CONFIG_SLABINFO */