8b1b99d399cbe0b33b0ae507a78fe24335a849f6
[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 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
210
211 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
212 #endif
213
214 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
215 {
216 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
217         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
218 #endif
219 }
220
221 /********************************************************************
222  *                      Core slab cache functions
223  *******************************************************************/
224
225 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
226 {
227         return s->node[node];
228 }
229
230 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
231 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
232                                 struct page *page, const void *object)
233 {
234         void *base;
235
236         if (!object)
237                 return 1;
238
239         base = page_address(page);
240         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
241                 (object - base) % s->size) {
242                 return 0;
243         }
244
245         return 1;
246 }
247
248 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
249 {
250         return *(void **)(object + s->offset);
251 }
252
253 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
254 {
255         prefetch(object + s->offset);
256 }
257
258 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
259 {
260         void *p;
261
262 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
263         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
264 #else
265         p = get_freepointer(s, object);
266 #endif
267         return p;
268 }
269
270 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
271 {
272         *(void **)(object + s->offset) = fp;
273 }
274
275 /* Loop over all objects in a slab */
276 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
277         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
278                         __p += (__s)->size)
279
280 /* Determine object index from a given position */
281 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
282 {
283         return (p - addr) / s->size;
284 }
285
286 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
287 {
288 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
289         /*
290          * Debugging requires use of the padding between object
291          * and whatever may come after it.
292          */
293         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
294                 return s->object_size;
295
296 #endif
297         /*
298          * If we have the need to store the freelist pointer
299          * back there or track user information then we can
300          * only use the space before that information.
301          */
302         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
303                 return s->inuse;
304         /*
305          * Else we can use all the padding etc for the allocation
306          */
307         return s->size;
308 }
309
310 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
311 {
312         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
313 }
314
315 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
316                 unsigned long size, int reserved)
317 {
318         struct kmem_cache_order_objects x = {
319                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
320         };
321
322         return x;
323 }
324
325 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
326 {
327         return x.x >> OO_SHIFT;
328 }
329
330 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
331 {
332         return x.x & OO_MASK;
333 }
334
335 /*
336  * Per slab locking using the pagelock
337  */
338 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
339 {
340         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
341 }
342
343 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
344 {
345         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
346 }
347
348 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
349 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
350                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
351                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
352                 const char *n)
353 {
354         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
355 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
356     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
357         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
358                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
359                         freelist_old, counters_old,
360                         freelist_new, counters_new))
361                 return 1;
362         } else
363 #endif
364         {
365                 slab_lock(page);
366                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
367                         page->freelist = freelist_new;
368                         page->counters = counters_new;
369                         slab_unlock(page);
370                         return 1;
371                 }
372                 slab_unlock(page);
373         }
374
375         cpu_relax();
376         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
377
378 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
379         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
380 #endif
381
382         return 0;
383 }
384
385 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
386                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
387                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
388                 const char *n)
389 {
390 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
391     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
392         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
393                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
394                         freelist_old, counters_old,
395                         freelist_new, counters_new))
396                 return 1;
397         } else
398 #endif
399         {
400                 unsigned long flags;
401
402                 local_irq_save(flags);
403                 slab_lock(page);
404                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
405                         page->freelist = freelist_new;
406                         page->counters = counters_new;
407                         slab_unlock(page);
408                         local_irq_restore(flags);
409                         return 1;
410                 }
411                 slab_unlock(page);
412                 local_irq_restore(flags);
413         }
414
415         cpu_relax();
416         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
417
418 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
419         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
420 #endif
421
422         return 0;
423 }
424
425 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
426 /*
427  * Determine a map of object in use on a page.
428  *
429  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
430  * not vanish from under us.
431  */
432 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
433 {
434         void *p;
435         void *addr = page_address(page);
436
437         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
438                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
439 }
440
441 /*
442  * Debug settings:
443  */
444 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
445 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
446 #else
447 static int slub_debug;
448 #endif
449
450 static char *slub_debug_slabs;
451 static int disable_higher_order_debug;
452
453 /*
454  * Object debugging
455  */
456 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
457 {
458         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
459                         length, 1);
460 }
461
462 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
463         enum track_item alloc)
464 {
465         struct track *p;
466
467         if (s->offset)
468                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
469         else
470                 p = object + s->inuse;
471
472         return p + alloc;
473 }
474
475 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
476                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
477 {
478         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
479
480         if (addr) {
481 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
482                 struct stack_trace trace;
483                 int i;
484
485                 trace.nr_entries = 0;
486                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
487                 trace.entries = p->addrs;
488                 trace.skip = 3;
489                 save_stack_trace(&trace);
490
491                 /* See rant in lockdep.c */
492                 if (trace.nr_entries != 0 &&
493                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
494                         trace.nr_entries--;
495
496                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
497                         p->addrs[i] = 0;
498 #endif
499                 p->addr = addr;
500                 p->cpu = smp_processor_id();
501                 p->pid = current->pid;
502                 p->when = jiffies;
503         } else
504                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
505 }
506
507 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
508 {
509         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
510                 return;
511
512         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
513         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
514 }
515
516 static void print_track(const char *s, struct track *t)
517 {
518         if (!t->addr)
519                 return;
520
521         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
522                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
523 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
524         {
525                 int i;
526                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
527                         if (t->addrs[i])
528                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
529                         else
530                                 break;
531         }
532 #endif
533 }
534
535 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
536 {
537         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
538                 return;
539
540         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
541         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
542 }
543
544 static void print_page_info(struct page *page)
545 {
546         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
547                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
548
549 }
550
551 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
552 {
553         va_list args;
554         char buf[100];
555
556         va_start(args, fmt);
557         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
558         va_end(args);
559         printk(KERN_ERR "========================================"
560                         "=====================================\n");
561         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
562         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
563                         "-------------------------------------\n\n");
564
565         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
566 }
567
568 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
569 {
570         va_list args;
571         char buf[100];
572
573         va_start(args, fmt);
574         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
575         va_end(args);
576         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
577 }
578
579 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
580 {
581         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
582         u8 *addr = page_address(page);
583
584         print_tracking(s, p);
585
586         print_page_info(page);
587
588         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
589                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
590
591         if (p > addr + 16)
592                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
593
594         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
595                                 PAGE_SIZE));
596         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
597                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
598                         s->inuse - s->object_size);
599
600         if (s->offset)
601                 off = s->offset + sizeof(void *);
602         else
603                 off = s->inuse;
604
605         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
606                 off += 2 * sizeof(struct track);
607
608         if (off != s->size)
609                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
610                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
611
612         dump_stack();
613 }
614
615 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
616                         u8 *object, char *reason)
617 {
618         slab_bug(s, "%s", reason);
619         print_trailer(s, page, object);
620 }
621
622 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, const char *fmt, ...)
623 {
624         va_list args;
625         char buf[100];
626
627         va_start(args, fmt);
628         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
629         va_end(args);
630         slab_bug(s, "%s", buf);
631         print_page_info(page);
632         dump_stack();
633 }
634
635 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
636 {
637         u8 *p = object;
638
639         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
640                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
641                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
642         }
643
644         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
645                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
646 }
647
648 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
649                                                 void *from, void *to)
650 {
651         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
652         memset(from, data, to - from);
653 }
654
655 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
656                         u8 *object, char *what,
657                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
658 {
659         u8 *fault;
660         u8 *end;
661
662         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
663         if (!fault)
664                 return 1;
665
666         end = start + bytes;
667         while (end > fault && end[-1] == value)
668                 end--;
669
670         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
671         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
672                                         fault, end - 1, fault[0], value);
673         print_trailer(s, page, object);
674
675         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
676         return 0;
677 }
678
679 /*
680  * Object layout:
681  *
682  * object address
683  *      Bytes of the object to be managed.
684  *      If the freepointer may overlay the object then the free
685  *      pointer is the first word of the object.
686  *
687  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
688  *      0xa5 (POISON_END)
689  *
690  * object + s->object_size
691  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
692  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
693  *      object_size == inuse.
694  *
695  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
696  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
697  *
698  * object + s->inuse
699  *      Meta data starts here.
700  *
701  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
702  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
703  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
704  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
705  *              before the word boundary.
706  *
707  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
708  *
709  * object + s->size
710  *      Nothing is used beyond s->size.
711  *
712  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
713  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
714  * may be used with merged slabcaches.
715  */
716
717 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
718 {
719         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
720
721         if (s->offset)
722                 /* Freepointer is placed after the object. */
723                 off += sizeof(void *);
724
725         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
726                 /* We also have user information there */
727                 off += 2 * sizeof(struct track);
728
729         if (s->size == off)
730                 return 1;
731
732         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
733                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
734 }
735
736 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
737 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
738 {
739         u8 *start;
740         u8 *fault;
741         u8 *end;
742         int length;
743         int remainder;
744
745         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
746                 return 1;
747
748         start = page_address(page);
749         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
750         end = start + length;
751         remainder = length % s->size;
752         if (!remainder)
753                 return 1;
754
755         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
756         if (!fault)
757                 return 1;
758         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
759                 end--;
760
761         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
762         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
763
764         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
765         return 0;
766 }
767
768 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
769                                         void *object, u8 val)
770 {
771         u8 *p = object;
772         u8 *endobject = object + s->object_size;
773
774         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
775                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
776                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
777                         return 0;
778         } else {
779                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
780                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
781                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
782                 }
783         }
784
785         if (s->flags & SLAB_POISON) {
786                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
787                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
788                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
789                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
790                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
791                         return 0;
792                 /*
793                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
794                  */
795                 check_pad_bytes(s, page, p);
796         }
797
798         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
799                 /*
800                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
801                  * freepointer while object is allocated.
802                  */
803                 return 1;
804
805         /* Check free pointer validity */
806         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
807                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
808                 /*
809                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
810                  * of the free objects in this slab. May cause
811                  * another error because the object count is now wrong.
812                  */
813                 set_freepointer(s, p, NULL);
814                 return 0;
815         }
816         return 1;
817 }
818
819 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
820 {
821         int maxobj;
822
823         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
824
825         if (!PageSlab(page)) {
826                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
827                 return 0;
828         }
829
830         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
831         if (page->objects > maxobj) {
832                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
833                         s->name, page->objects, maxobj);
834                 return 0;
835         }
836         if (page->inuse > page->objects) {
837                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
838                         s->name, page->inuse, page->objects);
839                 return 0;
840         }
841         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
842         slab_pad_check(s, page);
843         return 1;
844 }
845
846 /*
847  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
848  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
849  */
850 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
851 {
852         int nr = 0;
853         void *fp;
854         void *object = NULL;
855         unsigned long max_objects;
856
857         fp = page->freelist;
858         while (fp && nr <= page->objects) {
859                 if (fp == search)
860                         return 1;
861                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
862                         if (object) {
863                                 object_err(s, page, object,
864                                         "Freechain corrupt");
865                                 set_freepointer(s, object, NULL);
866                                 break;
867                         } else {
868                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
869                                 page->freelist = NULL;
870                                 page->inuse = page->objects;
871                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
872                                 return 0;
873                         }
874                         break;
875                 }
876                 object = fp;
877                 fp = get_freepointer(s, object);
878                 nr++;
879         }
880
881         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
882         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
883                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
884
885         if (page->objects != max_objects) {
886                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
887                         "should be %d", page->objects, max_objects);
888                 page->objects = max_objects;
889                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
890         }
891         if (page->inuse != page->objects - nr) {
892                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
893                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
894                 page->inuse = page->objects - nr;
895                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
896         }
897         return search == NULL;
898 }
899
900 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
901                                                                 int alloc)
902 {
903         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
904                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
905                         s->name,
906                         alloc ? "alloc" : "free",
907                         object, page->inuse,
908                         page->freelist);
909
910                 if (!alloc)
911                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
912
913                 dump_stack();
914         }
915 }
916
917 /*
918  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
919  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
920  */
921 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
922 {
923         flags &= gfp_allowed_mask;
924         lockdep_trace_alloc(flags);
925         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
926
927         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
928 }
929
930 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
931 {
932         flags &= gfp_allowed_mask;
933         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
934         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
935 }
936
937 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
938 {
939         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
940
941         /*
942          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
943          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
944          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
945          */
946 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
947         {
948                 unsigned long flags;
949
950                 local_irq_save(flags);
951                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
952                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
953                 local_irq_restore(flags);
954         }
955 #endif
956         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
957                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
958 }
959
960 /*
961  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
962  *
963  * list_lock must be held.
964  */
965 static void add_full(struct kmem_cache *s,
966         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
967 {
968         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
969                 return;
970
971         list_add(&page->lru, &n->full);
972 }
973
974 /*
975  * list_lock must be held.
976  */
977 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
978 {
979         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
980                 return;
981
982         list_del(&page->lru);
983 }
984
985 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
986 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
987 {
988         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
989
990         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
991 }
992
993 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
994 {
995         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
996 }
997
998 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
999 {
1000         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1001
1002         /*
1003          * May be called early in order to allocate a slab for the
1004          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1005          * dilemma by deferring the increment of the count during
1006          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1007          */
1008         if (likely(n)) {
1009                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1010                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1011         }
1012 }
1013 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1014 {
1015         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1016
1017         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1018         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1019 }
1020
1021 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1022 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1023                                                                 void *object)
1024 {
1025         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1026                 return;
1027
1028         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1029         init_tracking(s, object);
1030 }
1031
1032 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1033                                         void *object, unsigned long addr)
1034 {
1035         if (!check_slab(s, page))
1036                 goto bad;
1037
1038         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1039                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1040                 goto bad;
1041         }
1042
1043         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1044                 goto bad;
1045
1046         /* Success perform special debug activities for allocs */
1047         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1048                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1049         trace(s, page, object, 1);
1050         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1051         return 1;
1052
1053 bad:
1054         if (PageSlab(page)) {
1055                 /*
1056                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1057                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1058                  * as used avoids touching the remaining objects.
1059                  */
1060                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1061                 page->inuse = page->objects;
1062                 page->freelist = NULL;
1063         }
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1068         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1069         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1070 {
1071         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1072
1073         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1074         slab_lock(page);
1075
1076         if (!check_slab(s, page))
1077                 goto fail;
1078
1079         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1080                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1081                 goto fail;
1082         }
1083
1084         if (on_freelist(s, page, object)) {
1085                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1086                 goto fail;
1087         }
1088
1089         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1090                 goto out;
1091
1092         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1093                 if (!PageSlab(page)) {
1094                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1095                                 "outside of slab", object);
1096                 } else if (!page->slab_cache) {
1097                         printk(KERN_ERR
1098                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1099                                                 object);
1100                         dump_stack();
1101                 } else
1102                         object_err(s, page, object,
1103                                         "page slab pointer corrupt.");
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1108                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1109         trace(s, page, object, 0);
1110         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1111 out:
1112         slab_unlock(page);
1113         /*
1114          * Keep node_lock to preserve integrity
1115          * until the object is actually freed
1116          */
1117         return n;
1118
1119 fail:
1120         slab_unlock(page);
1121         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1122         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1123         return NULL;
1124 }
1125
1126 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1127 {
1128         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1129         if (*str++ != '=' || !*str)
1130                 /*
1131                  * No options specified. Switch on full debugging.
1132                  */
1133                 goto out;
1134
1135         if (*str == ',')
1136                 /*
1137                  * No options but restriction on slabs. This means full
1138                  * debugging for slabs matching a pattern.
1139                  */
1140                 goto check_slabs;
1141
1142         if (tolower(*str) == 'o') {
1143                 /*
1144                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1145                  * would increase as a result.
1146                  */
1147                 disable_higher_order_debug = 1;
1148                 goto out;
1149         }
1150
1151         slub_debug = 0;
1152         if (*str == '-')
1153                 /*
1154                  * Switch off all debugging measures.
1155                  */
1156                 goto out;
1157
1158         /*
1159          * Determine which debug features should be switched on
1160          */
1161         for (; *str && *str != ','; str++) {
1162                 switch (tolower(*str)) {
1163                 case 'f':
1164                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1165                         break;
1166                 case 'z':
1167                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1168                         break;
1169                 case 'p':
1170                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1171                         break;
1172                 case 'u':
1173                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1174                         break;
1175                 case 't':
1176                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1177                         break;
1178                 case 'a':
1179                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1180                         break;
1181                 default:
1182                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1183                                 "unknown. skipped\n", *str);
1184                 }
1185         }
1186
1187 check_slabs:
1188         if (*str == ',')
1189                 slub_debug_slabs = str + 1;
1190 out:
1191         return 1;
1192 }
1193
1194 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1195
1196 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1197         unsigned long flags, const char *name,
1198         void (*ctor)(void *))
1199 {
1200         /*
1201          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1202          */
1203         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1204                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1205                 flags |= slub_debug;
1206
1207         return flags;
1208 }
1209 #else
1210 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1211                         struct page *page, void *object) {}
1212
1213 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1214         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1215
1216 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1217         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1218         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1219
1220 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1221                         { return 1; }
1222 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1223                         void *object, u8 val) { return 1; }
1224 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1225                                         struct page *page) {}
1226 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1227 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1228         unsigned long flags, const char *name,
1229         void (*ctor)(void *))
1230 {
1231         return flags;
1232 }
1233 #define slub_debug 0
1234
1235 #define disable_higher_order_debug 0
1236
1237 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1238                                                         { return 0; }
1239 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1240                                                         { return 0; }
1241 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1242                                                         int objects) {}
1243 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1244                                                         int objects) {}
1245
1246 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1247                                                         { return 0; }
1248
1249 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1250                 void *object) {}
1251
1252 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1253
1254 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1255
1256 /*
1257  * Slab allocation and freeing
1258  */
1259 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1260                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1261 {
1262         int order = oo_order(oo);
1263
1264         flags |= __GFP_NOTRACK;
1265
1266         if (node == NUMA_NO_NODE)
1267                 return alloc_pages(flags, order);
1268         else
1269                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1270 }
1271
1272 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1273 {
1274         struct page *page;
1275         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1276         gfp_t alloc_gfp;
1277
1278         flags &= gfp_allowed_mask;
1279
1280         if (flags & __GFP_WAIT)
1281                 local_irq_enable();
1282
1283         flags |= s->allocflags;
1284
1285         /*
1286          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1287          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1288          */
1289         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1290
1291         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1292         if (unlikely(!page)) {
1293                 oo = s->min;
1294                 /*
1295                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1296                  * Try a lower order alloc if possible
1297                  */
1298                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1299
1300                 if (page)
1301                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1302         }
1303
1304         if (kmemcheck_enabled && page
1305                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1306                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1307
1308                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1309
1310                 /*
1311                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1312                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1313                  */
1314                 if (s->ctor)
1315                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1316                 else
1317                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1318         }
1319
1320         if (flags & __GFP_WAIT)
1321                 local_irq_disable();
1322         if (!page)
1323                 return NULL;
1324
1325         page->objects = oo_objects(oo);
1326         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1327                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1328                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1329                 1 << oo_order(oo));
1330
1331         return page;
1332 }
1333
1334 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1335                                 void *object)
1336 {
1337         setup_object_debug(s, page, object);
1338         if (unlikely(s->ctor))
1339                 s->ctor(object);
1340 }
1341
1342 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1343 {
1344         struct page *page;
1345         void *start;
1346         void *last;
1347         void *p;
1348         int order;
1349
1350         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1351
1352         page = allocate_slab(s,
1353                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1354         if (!page)
1355                 goto out;
1356
1357         order = compound_order(page);
1358         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1359         memcg_bind_pages(s, order);
1360         page->slab_cache = s;
1361         __SetPageSlab(page);
1362         if (page->pfmemalloc)
1363                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1364
1365         start = page_address(page);
1366
1367         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1368                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1369
1370         last = start;
1371         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1372                 setup_object(s, page, last);
1373                 set_freepointer(s, last, p);
1374                 last = p;
1375         }
1376         setup_object(s, page, last);
1377         set_freepointer(s, last, NULL);
1378
1379         page->freelist = start;
1380         page->inuse = page->objects;
1381         page->frozen = 1;
1382 out:
1383         return page;
1384 }
1385
1386 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1387 {
1388         int order = compound_order(page);
1389         int pages = 1 << order;
1390
1391         if (kmem_cache_debug(s)) {
1392                 void *p;
1393
1394                 slab_pad_check(s, page);
1395                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1396                                                 page->objects)
1397                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1398         }
1399
1400         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1401
1402         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1403                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1404                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1405                 -pages);
1406
1407         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1408         __ClearPageSlab(page);
1409
1410         memcg_release_pages(s, order);
1411         reset_page_mapcount(page);
1412         if (current->reclaim_state)
1413                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1414         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1415 }
1416
1417 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1418         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1419
1420 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1421 {
1422         struct page *page;
1423
1424         if (need_reserve_slab_rcu)
1425                 page = virt_to_head_page(h);
1426         else
1427                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1428
1429         __free_slab(page->slab_cache, page);
1430 }
1431
1432 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1433 {
1434         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1435                 struct rcu_head *head;
1436
1437                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1438                         int order = compound_order(page);
1439                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1440
1441                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1442                         head = page_address(page) + offset;
1443                 } else {
1444                         /*
1445                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1446                          */
1447                         head = (void *)&page->lru;
1448                 }
1449
1450                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1451         } else
1452                 __free_slab(s, page);
1453 }
1454
1455 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1456 {
1457         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1458         free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Management of partially allocated slabs.
1463  *
1464  * list_lock must be held.
1465  */
1466 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1467                                 struct page *page, int tail)
1468 {
1469         n->nr_partial++;
1470         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1471                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1472         else
1473                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * list_lock must be held.
1478  */
1479 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1480                                         struct page *page)
1481 {
1482         list_del(&page->lru);
1483         n->nr_partial--;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1488  * return the pointer to the freelist.
1489  *
1490  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1491  *
1492  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1493  */
1494 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1495                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1496                 int mode, int *objects)
1497 {
1498         void *freelist;
1499         unsigned long counters;
1500         struct page new;
1501
1502         /*
1503          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1504          * The old freelist is the list of objects for the
1505          * per cpu allocation list.
1506          */
1507         freelist = page->freelist;
1508         counters = page->counters;
1509         new.counters = counters;
1510         *objects = new.objects - new.inuse;
1511         if (mode) {
1512                 new.inuse = page->objects;
1513                 new.freelist = NULL;
1514         } else {
1515                 new.freelist = freelist;
1516         }
1517
1518         VM_BUG_ON(new.frozen);
1519         new.frozen = 1;
1520
1521         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1522                         freelist, counters,
1523                         new.freelist, new.counters,
1524                         "acquire_slab"))
1525                 return NULL;
1526
1527         remove_partial(n, page);
1528         WARN_ON(!freelist);
1529         return freelist;
1530 }
1531
1532 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1533 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1534
1535 /*
1536  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1537  */
1538 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1539                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1540 {
1541         struct page *page, *page2;
1542         void *object = NULL;
1543         int available = 0;
1544         int objects;
1545
1546         /*
1547          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1548          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1549          * partial slab and there is none available then get_partials()
1550          * will return NULL.
1551          */
1552         if (!n || !n->nr_partial)
1553                 return NULL;
1554
1555         spin_lock(&n->list_lock);
1556         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1557                 void *t;
1558
1559                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1560                         continue;
1561
1562                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1563                 if (!t)
1564                         break;
1565
1566                 available += objects;
1567                 if (!object) {
1568                         c->page = page;
1569                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1570                         object = t;
1571                 } else {
1572                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1573                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1574                 }
1575                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1576                         break;
1577
1578         }
1579         spin_unlock(&n->list_lock);
1580         return object;
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1585  */
1586 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1587                 struct kmem_cache_cpu *c)
1588 {
1589 #ifdef CONFIG_NUMA
1590         struct zonelist *zonelist;
1591         struct zoneref *z;
1592         struct zone *zone;
1593         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1594         void *object;
1595         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1596
1597         /*
1598          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1599          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1600          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1601          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1602          *
1603          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1604          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1605          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1606          * from other nodes and filled up.
1607          *
1608          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1609          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1610          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1611          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1612          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1613          * with available objects.
1614          */
1615         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1616                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1617                 return NULL;
1618
1619         do {
1620                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1621                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1622                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1623                         struct kmem_cache_node *n;
1624
1625                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1626
1627                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1628                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1629                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1630                                 if (object) {
1631                                         /*
1632                                          * Return the object even if
1633                                          * put_mems_allowed indicated that
1634                                          * the cpuset mems_allowed was
1635                                          * updated in parallel. It's a
1636                                          * harmless race between the alloc
1637                                          * and the cpuset update.
1638                                          */
1639                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1640                                         return object;
1641                                 }
1642                         }
1643                 }
1644         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1645 #endif
1646         return NULL;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Get a partial page, lock it and return it.
1651  */
1652 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1653                 struct kmem_cache_cpu *c)
1654 {
1655         void *object;
1656         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1657
1658         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1659         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1660                 return object;
1661
1662         return get_any_partial(s, flags, c);
1663 }
1664
1665 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1666 /*
1667  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1668  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1669  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1670  */
1671 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1672 #else
1673 /*
1674  * No preemption supported therefore also no need to check for
1675  * different cpus.
1676  */
1677 #define TID_STEP 1
1678 #endif
1679
1680 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1681 {
1682         return tid + TID_STEP;
1683 }
1684
1685 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1686 {
1687         return tid % TID_STEP;
1688 }
1689
1690 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1691 {
1692         return tid / TID_STEP;
1693 }
1694
1695 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1696 {
1697         return cpu;
1698 }
1699
1700 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1701                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1702 {
1703 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1704         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1705
1706         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1707
1708 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1709         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1710                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1711                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1712         else
1713 #endif
1714         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1715                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1716                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1717         else
1718                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1719                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1720 #endif
1721         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1722 }
1723
1724 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1725 {
1726         int cpu;
1727
1728         for_each_possible_cpu(cpu)
1729                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Remove the cpu slab
1734  */
1735 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1736 {
1737         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1738         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1739         int lock = 0;
1740         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1741         void *nextfree;
1742         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1743         struct page new;
1744         struct page old;
1745
1746         if (page->freelist) {
1747                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1748                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1749         }
1750
1751         /*
1752          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1753          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1754          * last one.
1755          *
1756          * There is no need to take the list->lock because the page
1757          * is still frozen.
1758          */
1759         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1760                 void *prior;
1761                 unsigned long counters;
1762
1763                 do {
1764                         prior = page->freelist;
1765                         counters = page->counters;
1766                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1767                         new.counters = counters;
1768                         new.inuse--;
1769                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1770
1771                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1772                         prior, counters,
1773                         freelist, new.counters,
1774                         "drain percpu freelist"));
1775
1776                 freelist = nextfree;
1777         }
1778
1779         /*
1780          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1781          * list presence reflects the actual number of objects
1782          * during unfreeze.
1783          *
1784          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1785          * with the count. If there is a mismatch then the page
1786          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1787          *
1788          * Then we restart the process which may have to remove
1789          * the page from the list that we just put it on again
1790          * because the number of objects in the slab may have
1791          * changed.
1792          */
1793 redo:
1794
1795         old.freelist = page->freelist;
1796         old.counters = page->counters;
1797         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1798
1799         /* Determine target state of the slab */
1800         new.counters = old.counters;
1801         if (freelist) {
1802                 new.inuse--;
1803                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1804                 new.freelist = freelist;
1805         } else
1806                 new.freelist = old.freelist;
1807
1808         new.frozen = 0;
1809
1810         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1811                 m = M_FREE;
1812         else if (new.freelist) {
1813                 m = M_PARTIAL;
1814                 if (!lock) {
1815                         lock = 1;
1816                         /*
1817                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1818                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1819                          * is frozen
1820                          */
1821                         spin_lock(&n->list_lock);
1822                 }
1823         } else {
1824                 m = M_FULL;
1825                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1826                         lock = 1;
1827                         /*
1828                          * This also ensures that the scanning of full
1829                          * slabs from diagnostic functions will not see
1830                          * any frozen slabs.
1831                          */
1832                         spin_lock(&n->list_lock);
1833                 }
1834         }
1835
1836         if (l != m) {
1837
1838                 if (l == M_PARTIAL)
1839
1840                         remove_partial(n, page);
1841
1842                 else if (l == M_FULL)
1843
1844                         remove_full(s, page);
1845
1846                 if (m == M_PARTIAL) {
1847
1848                         add_partial(n, page, tail);
1849                         stat(s, tail);
1850
1851                 } else if (m == M_FULL) {
1852
1853                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1854                         add_full(s, n, page);
1855
1856                 }
1857         }
1858
1859         l = m;
1860         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1861                                 old.freelist, old.counters,
1862                                 new.freelist, new.counters,
1863                                 "unfreezing slab"))
1864                 goto redo;
1865
1866         if (lock)
1867                 spin_unlock(&n->list_lock);
1868
1869         if (m == M_FREE) {
1870                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1871                 discard_slab(s, page);
1872                 stat(s, FREE_SLAB);
1873         }
1874 }
1875
1876 /*
1877  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1878  *
1879  * This function must be called with interrupts disabled
1880  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1881  * to guarantee no concurrent accesses).
1882  */
1883 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1884                 struct kmem_cache_cpu *c)
1885 {
1886         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1887         struct page *page, *discard_page = NULL;
1888
1889         while ((page = c->partial)) {
1890                 struct page new;
1891                 struct page old;
1892
1893                 c->partial = page->next;
1894
1895                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1896                 if (n != n2) {
1897                         if (n)
1898                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1899
1900                         n = n2;
1901                         spin_lock(&n->list_lock);
1902                 }
1903
1904                 do {
1905
1906                         old.freelist = page->freelist;
1907                         old.counters = page->counters;
1908                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1909
1910                         new.counters = old.counters;
1911                         new.freelist = old.freelist;
1912
1913                         new.frozen = 0;
1914
1915                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1916                                 old.freelist, old.counters,
1917                                 new.freelist, new.counters,
1918                                 "unfreezing slab"));
1919
1920                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1921                         page->next = discard_page;
1922                         discard_page = page;
1923                 } else {
1924                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1925                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1926                 }
1927         }
1928
1929         if (n)
1930                 spin_unlock(&n->list_lock);
1931
1932         while (discard_page) {
1933                 page = discard_page;
1934                 discard_page = discard_page->next;
1935
1936                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1937                 discard_slab(s, page);
1938                 stat(s, FREE_SLAB);
1939         }
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1944  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1945  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1946  * onto a random cpus partial slot.
1947  *
1948  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1949  * per node partial list.
1950  */
1951 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1952 {
1953         struct page *oldpage;
1954         int pages;
1955         int pobjects;
1956
1957         do {
1958                 pages = 0;
1959                 pobjects = 0;
1960                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1961
1962                 if (oldpage) {
1963                         pobjects = oldpage->pobjects;
1964                         pages = oldpage->pages;
1965                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1966                                 unsigned long flags;
1967                                 /*
1968                                  * partial array is full. Move the existing
1969                                  * set to the per node partial list.
1970                                  */
1971                                 local_irq_save(flags);
1972                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
1973                                 local_irq_restore(flags);
1974                                 oldpage = NULL;
1975                                 pobjects = 0;
1976                                 pages = 0;
1977                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1978                         }
1979                 }
1980
1981                 pages++;
1982                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1983
1984                 page->pages = pages;
1985                 page->pobjects = pobjects;
1986                 page->next = oldpage;
1987
1988         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1989 }
1990
1991 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1992 {
1993         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1994         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1995
1996         c->tid = next_tid(c->tid);
1997         c->page = NULL;
1998         c->freelist = NULL;
1999 }
2000
2001 /*
2002  * Flush cpu slab.
2003  *
2004  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2005  */
2006 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2007 {
2008         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2009
2010         if (likely(c)) {
2011                 if (c->page)
2012                         flush_slab(s, c);
2013
2014                 unfreeze_partials(s, c);
2015         }
2016 }
2017
2018 static void flush_cpu_slab(void *d)
2019 {
2020         struct kmem_cache *s = d;
2021
2022         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2023 }
2024
2025 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2026 {
2027         struct kmem_cache *s = info;
2028         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2029
2030         return c->page || c->partial;
2031 }
2032
2033 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2034 {
2035         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2036 }
2037
2038 /*
2039  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2040  * locality expectations.
2041  */
2042 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2043 {
2044 #ifdef CONFIG_NUMA
2045         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2046                 return 0;
2047 #endif
2048         return 1;
2049 }
2050
2051 static int count_free(struct page *page)
2052 {
2053         return page->objects - page->inuse;
2054 }
2055
2056 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2057                                         int (*get_count)(struct page *))
2058 {
2059         unsigned long flags;
2060         unsigned long x = 0;
2061         struct page *page;
2062
2063         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2064         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2065                 x += get_count(page);
2066         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2067         return x;
2068 }
2069
2070 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2071 {
2072 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2073         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2074 #else
2075         return 0;
2076 #endif
2077 }
2078
2079 static noinline void
2080 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2081 {
2082         int node;
2083
2084         printk(KERN_WARNING
2085                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2086                 nid, gfpflags);
2087         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2088                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2089                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2090
2091         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2092                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2093                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2094
2095         for_each_online_node(node) {
2096                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2097                 unsigned long nr_slabs;
2098                 unsigned long nr_objs;
2099                 unsigned long nr_free;
2100
2101                 if (!n)
2102                         continue;
2103
2104                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2105                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2106                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2107
2108                 printk(KERN_WARNING
2109                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2110                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2111         }
2112 }
2113
2114 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2115                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2116 {
2117         void *freelist;
2118         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2119         struct page *page;
2120
2121         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2122
2123         if (freelist)
2124                 return freelist;
2125
2126         page = new_slab(s, flags, node);
2127         if (page) {
2128                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2129                 if (c->page)
2130                         flush_slab(s, c);
2131
2132                 /*
2133                  * No other reference to the page yet so we can
2134                  * muck around with it freely without cmpxchg
2135                  */
2136                 freelist = page->freelist;
2137                 page->freelist = NULL;
2138
2139                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2140                 c->page = page;
2141                 *pc = c;
2142         } else
2143                 freelist = NULL;
2144
2145         return freelist;
2146 }
2147
2148 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2149 {
2150         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2151                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2152
2153         return true;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2158  * or deactivate the page.
2159  *
2160  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2161  *
2162  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2163  *
2164  * This function must be called with interrupt disabled.
2165  */
2166 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2167 {
2168         struct page new;
2169         unsigned long counters;
2170         void *freelist;
2171
2172         do {
2173                 freelist = page->freelist;
2174                 counters = page->counters;
2175
2176                 new.counters = counters;
2177                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2178
2179                 new.inuse = page->objects;
2180                 new.frozen = freelist != NULL;
2181
2182         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2183                 freelist, counters,
2184                 NULL, new.counters,
2185                 "get_freelist"));
2186
2187         return freelist;
2188 }
2189
2190 /*
2191  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2192  * debugging duties.
2193  *
2194  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2195  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2196  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2197  *
2198  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2199  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2200  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2201  *
2202  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2203  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2204  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2205  */
2206 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2207                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2208 {
2209         void *freelist;
2210         struct page *page;
2211         unsigned long flags;
2212
2213         local_irq_save(flags);
2214 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2215         /*
2216          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2217          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2218          * pointer.
2219          */
2220         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2221 #endif
2222
2223         page = c->page;
2224         if (!page)
2225                 goto new_slab;
2226 redo:
2227
2228         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2229                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2230                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2231                 c->page = NULL;
2232                 c->freelist = NULL;
2233                 goto new_slab;
2234         }
2235
2236         /*
2237          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2238          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2239          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2240          */
2241         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2242                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2243                 c->page = NULL;
2244                 c->freelist = NULL;
2245                 goto new_slab;
2246         }
2247
2248         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2249         freelist = c->freelist;
2250         if (freelist)
2251                 goto load_freelist;
2252
2253         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2254
2255         freelist = get_freelist(s, page);
2256
2257         if (!freelist) {
2258                 c->page = NULL;
2259                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2260                 goto new_slab;
2261         }
2262
2263         stat(s, ALLOC_REFILL);
2264
2265 load_freelist:
2266         /*
2267          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2268          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2269          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2270          */
2271         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2272         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2273         c->tid = next_tid(c->tid);
2274         local_irq_restore(flags);
2275         return freelist;
2276
2277 new_slab:
2278
2279         if (c->partial) {
2280                 page = c->page = c->partial;
2281                 c->partial = page->next;
2282                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2283                 c->freelist = NULL;
2284                 goto redo;
2285         }
2286
2287         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2288
2289         if (unlikely(!freelist)) {
2290                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2291                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2292
2293                 local_irq_restore(flags);
2294                 return NULL;
2295         }
2296
2297         page = c->page;
2298         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2299                 goto load_freelist;
2300
2301         /* Only entered in the debug case */
2302         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2303                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2304
2305         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2306         c->page = NULL;
2307         c->freelist = NULL;
2308         local_irq_restore(flags);
2309         return freelist;
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2314  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2315  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2316  *
2317  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2318  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2319  *
2320  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2321  */
2322 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2323                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2324 {
2325         void **object;
2326         struct kmem_cache_cpu *c;
2327         struct page *page;
2328         unsigned long tid;
2329
2330         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2331                 return NULL;
2332
2333         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2334 redo:
2335
2336         /*
2337          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2338          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2339          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2340          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2341          */
2342         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2343
2344         /*
2345          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2346          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2347          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2348          * linked list in between.
2349          */
2350         tid = c->tid;
2351         barrier();
2352
2353         object = c->freelist;
2354         page = c->page;
2355         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2356                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2357
2358         else {
2359                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2360
2361                 /*
2362                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2363                  * operation and if we are on the right processor.
2364                  *
2365                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2366                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2367                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2368                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2369                  *
2370                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2371                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2372                  */
2373                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2374                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2375                                 object, tid,
2376                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2377
2378                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2379                         goto redo;
2380                 }
2381                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2382                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2383         }
2384
2385         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2386                 memset(object, 0, s->object_size);
2387
2388         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2389
2390         return object;
2391 }
2392
2393 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2394                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2395 {
2396         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2397 }
2398
2399 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2400 {
2401         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2402
2403         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2404
2405         return ret;
2406 }
2407 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2408
2409 #ifdef CONFIG_TRACING
2410 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2411 {
2412         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2413         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2414         return ret;
2415 }
2416 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2417
2418 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2419 {
2420         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2421         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2422         return ret;
2423 }
2424 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2425 #endif
2426
2427 #ifdef CONFIG_NUMA
2428 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2429 {
2430         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2431
2432         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2433                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2434
2435         return ret;
2436 }
2437 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2438
2439 #ifdef CONFIG_TRACING
2440 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2441                                     gfp_t gfpflags,
2442                                     int node, size_t size)
2443 {
2444         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2445
2446         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2447                            size, s->size, gfpflags, node);
2448         return ret;
2449 }
2450 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2451 #endif
2452 #endif
2453
2454 /*
2455  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2456  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2457  *
2458  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2459  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2460  * handling required then we can return immediately.
2461  */
2462 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2463                         void *x, unsigned long addr)
2464 {
2465         void *prior;
2466         void **object = (void *)x;
2467         int was_frozen;
2468         struct page new;
2469         unsigned long counters;
2470         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2471         unsigned long uninitialized_var(flags);
2472
2473         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2474
2475         if (kmem_cache_debug(s) &&
2476                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2477                 return;
2478
2479         do {
2480                 if (unlikely(n)) {
2481                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2482                         n = NULL;
2483                 }
2484                 prior = page->freelist;
2485                 counters = page->counters;
2486                 set_freepointer(s, object, prior);
2487                 new.counters = counters;
2488                 was_frozen = new.frozen;
2489                 new.inuse--;
2490                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2491
2492                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2493
2494                                 /*
2495                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2496                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2497                                  */
2498                                 new.frozen = 1;
2499
2500                         else { /* Needs to be taken off a list */
2501
2502                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2503                                 /*
2504                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2505                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2506                                  * drop the list_lock without any processing.
2507                                  *
2508                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2509                                  * other processors updating the list of slabs.
2510                                  */
2511                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2512
2513                         }
2514                 }
2515
2516         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2517                 prior, counters,
2518                 object, new.counters,
2519                 "__slab_free"));
2520
2521         if (likely(!n)) {
2522
2523                 /*
2524                  * If we just froze the page then put it onto the
2525                  * per cpu partial list.
2526                  */
2527                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2528                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2529                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2530                 }
2531                 /*
2532                  * The list lock was not taken therefore no list
2533                  * activity can be necessary.
2534                  */
2535                 if (was_frozen)
2536                         stat(s, FREE_FROZEN);
2537                 return;
2538         }
2539
2540         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2541                 goto slab_empty;
2542
2543         /*
2544          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2545          * then add it.
2546          */
2547         if (kmem_cache_debug(s) && unlikely(!prior)) {
2548                 remove_full(s, page);
2549                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2550                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2551         }
2552         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2553         return;
2554
2555 slab_empty:
2556         if (prior) {
2557                 /*
2558                  * Slab on the partial list.
2559                  */
2560                 remove_partial(n, page);
2561                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2562         } else
2563                 /* Slab must be on the full list */
2564                 remove_full(s, page);
2565
2566         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2567         stat(s, FREE_SLAB);
2568         discard_slab(s, page);
2569 }
2570
2571 /*
2572  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2573  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2574  *
2575  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2576  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2577  * the item before.
2578  *
2579  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2580  * with all sorts of special processing.
2581  */
2582 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2583                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2584 {
2585         void **object = (void *)x;
2586         struct kmem_cache_cpu *c;
2587         unsigned long tid;
2588
2589         slab_free_hook(s, x);
2590
2591 redo:
2592         /*
2593          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2594          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2595          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2596          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2597          */
2598         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2599
2600         tid = c->tid;
2601         barrier();
2602
2603         if (likely(page == c->page)) {
2604                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2605
2606                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2607                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2608                                 c->freelist, tid,
2609                                 object, next_tid(tid)))) {
2610
2611                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2612                         goto redo;
2613                 }
2614                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2615         } else
2616                 __slab_free(s, page, x, addr);
2617
2618 }
2619
2620 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2621 {
2622         s = cache_from_obj(s, x);
2623         if (!s)
2624                 return;
2625         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2626         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2627 }
2628 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2629
2630 /*
2631  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2632  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2633  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2634  * another.
2635  *
2636  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2637  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2638  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2639  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2640  * locking overhead.
2641  */
2642
2643 /*
2644  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2645  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2646  * and increases the number of allocations possible without having to
2647  * take the list_lock.
2648  */
2649 static int slub_min_order;
2650 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2651 static int slub_min_objects;
2652
2653 /*
2654  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2655  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2656  */
2657 static int slub_nomerge;
2658
2659 /*
2660  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2661  *
2662  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2663  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2664  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2665  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2666  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2667  * would be wasted.
2668  *
2669  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2670  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2671  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2672  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2673  *
2674  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2675  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2676  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2677  * of space in favor of a small page order.
2678  *
2679  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2680  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2681  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2682  * the smallest order which will fit the object.
2683  */
2684 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2685                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2686 {
2687         int order;
2688         int rem;
2689         int min_order = slub_min_order;
2690
2691         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2692                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2693
2694         for (order = max(min_order,
2695                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2696                         order <= max_order; order++) {
2697
2698                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2699
2700                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2701                         continue;
2702
2703                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2704
2705                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2706                         break;
2707
2708         }
2709
2710         return order;
2711 }
2712
2713 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2714 {
2715         int order;
2716         int min_objects;
2717         int fraction;
2718         int max_objects;
2719
2720         /*
2721          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2722          * works by first attempting to generate a layout with
2723          * the best configuration and backing off gradually.
2724          *
2725          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2726          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2727          */
2728         min_objects = slub_min_objects;
2729         if (!min_objects)
2730                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2731         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2732         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2733
2734         while (min_objects > 1) {
2735                 fraction = 16;
2736                 while (fraction >= 4) {
2737                         order = slab_order(size, min_objects,
2738                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2739                         if (order <= slub_max_order)
2740                                 return order;
2741                         fraction /= 2;
2742                 }
2743                 min_objects--;
2744         }
2745
2746         /*
2747          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2748          * lets see if we can place a single object there.
2749          */
2750         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2751         if (order <= slub_max_order)
2752                 return order;
2753
2754         /*
2755          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2756          */
2757         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2758         if (order < MAX_ORDER)
2759                 return order;
2760         return -ENOSYS;
2761 }
2762
2763 static void
2764 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2765 {
2766         n->nr_partial = 0;
2767         spin_lock_init(&n->list_lock);
2768         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2769 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2770         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2771         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2772         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2773 #endif
2774 }
2775
2776 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2777 {
2778         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2779                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2780
2781         /*
2782          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2783          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2784          */
2785         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2786                                      2 * sizeof(void *));
2787
2788         if (!s->cpu_slab)
2789                 return 0;
2790
2791         init_kmem_cache_cpus(s);
2792
2793         return 1;
2794 }
2795
2796 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2797
2798 /*
2799  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2800  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2801  * possible.
2802  *
2803  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2804  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2805  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2806  */
2807 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2808 {
2809         struct page *page;
2810         struct kmem_cache_node *n;
2811
2812         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2813
2814         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2815
2816         BUG_ON(!page);
2817         if (page_to_nid(page) != node) {
2818                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2819                                 "node %d\n", node);
2820                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2821                                 "in order to be able to continue\n");
2822         }
2823
2824         n = page->freelist;
2825         BUG_ON(!n);
2826         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2827         page->inuse = 1;
2828         page->frozen = 0;
2829         kmem_cache_node->node[node] = n;
2830 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2831         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2832         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2833 #endif
2834         init_kmem_cache_node(n);
2835         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2836
2837         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2838 }
2839
2840 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2841 {
2842         int node;
2843
2844         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2845                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2846
2847                 if (n)
2848                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2849
2850                 s->node[node] = NULL;
2851         }
2852 }
2853
2854 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2855 {
2856         int node;
2857
2858         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2859                 struct kmem_cache_node *n;
2860
2861                 if (slab_state == DOWN) {
2862                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2863                         continue;
2864                 }
2865                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2866                                                 GFP_KERNEL, node);
2867
2868                 if (!n) {
2869                         free_kmem_cache_nodes(s);
2870                         return 0;
2871                 }
2872
2873                 s->node[node] = n;
2874                 init_kmem_cache_node(n);
2875         }
2876         return 1;
2877 }
2878
2879 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2880 {
2881         if (min < MIN_PARTIAL)
2882                 min = MIN_PARTIAL;
2883         else if (min > MAX_PARTIAL)
2884                 min = MAX_PARTIAL;
2885         s->min_partial = min;
2886 }
2887
2888 /*
2889  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2890  * a slab object.
2891  */
2892 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2893 {
2894         unsigned long flags = s->flags;
2895         unsigned long size = s->object_size;
2896         int order;
2897
2898         /*
2899          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2900          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2901          * the possible location of the free pointer.
2902          */
2903         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2904
2905 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2906         /*
2907          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2908          * the slab may touch the object after free or before allocation
2909          * then we should never poison the object itself.
2910          */
2911         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2912                         !s->ctor)
2913                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2914         else
2915                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2916
2917
2918         /*
2919          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2920          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2921          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2922          */
2923         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2924                 size += sizeof(void *);
2925 #endif
2926
2927         /*
2928          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2929          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2930          */
2931         s->inuse = size;
2932
2933         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2934                 s->ctor)) {
2935                 /*
2936                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2937                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2938                  * kmem_cache_free.
2939                  *
2940                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2941                  * destructor or are poisoning the objects.
2942                  */
2943                 s->offset = size;
2944                 size += sizeof(void *);
2945         }
2946
2947 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2948         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2949                 /*
2950                  * Need to store information about allocs and frees after
2951                  * the object.
2952                  */
2953                 size += 2 * sizeof(struct track);
2954
2955         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2956                 /*
2957                  * Add some empty padding so that we can catch
2958                  * overwrites from earlier objects rather than let
2959                  * tracking information or the free pointer be
2960                  * corrupted if a user writes before the start
2961                  * of the object.
2962                  */
2963                 size += sizeof(void *);
2964 #endif
2965
2966         /*
2967          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2968          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2969          * each object to conform to the alignment.
2970          */
2971         size = ALIGN(size, s->align);
2972         s->size = size;
2973         if (forced_order >= 0)
2974                 order = forced_order;
2975         else
2976                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2977
2978         if (order < 0)
2979                 return 0;
2980
2981         s->allocflags = 0;
2982         if (order)
2983                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2984
2985         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2986                 s->allocflags |= GFP_DMA;
2987
2988         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2989                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2990
2991         /*
2992          * Determine the number of objects per slab
2993          */
2994         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2995         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2996         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2997                 s->max = s->oo;
2998
2999         return !!oo_objects(s->oo);
3000 }
3001
3002 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3003 {
3004         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3005         s->reserved = 0;
3006
3007         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3008                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3009
3010         if (!calculate_sizes(s, -1))
3011                 goto error;
3012         if (disable_higher_order_debug) {
3013                 /*
3014                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3015                  * order increased.
3016                  */
3017                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3018                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3019                         s->offset = 0;
3020                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3021                                 goto error;
3022                 }
3023         }
3024
3025 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3026     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3027         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3028                 /* Enable fast mode */
3029                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3030 #endif
3031
3032         /*
3033          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3034          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3035          */
3036         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3037
3038         /*
3039          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3040          * per cpu partial lists of a processor.
3041          *
3042          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3043          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3044          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3045          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3046          *
3047          * This setting also determines
3048          *
3049          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3050          *    per node list when we reach the limit.
3051          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3052          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3053          *    to keep some capacity around for frees.
3054          */
3055         if (kmem_cache_debug(s))
3056                 s->cpu_partial = 0;
3057         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3058                 s->cpu_partial = 2;
3059         else if (s->size >= 1024)
3060                 s->cpu_partial = 6;
3061         else if (s->size >= 256)
3062                 s->cpu_partial = 13;
3063         else
3064                 s->cpu_partial = 30;
3065
3066 #ifdef CONFIG_NUMA
3067         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3068 #endif
3069         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3070                 goto error;
3071
3072         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3073                 return 0;
3074
3075         free_kmem_cache_nodes(s);
3076 error:
3077         if (flags & SLAB_PANIC)
3078                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3079                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3080                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size, oo_order(s->oo),
3081                         s->offset, flags);
3082         return -EINVAL;
3083 }
3084
3085 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3086                                                         const char *text)
3087 {
3088 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3089         void *addr = page_address(page);
3090         void *p;
3091         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3092                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3093         if (!map)
3094                 return;
3095         slab_err(s, page, text, s->name);
3096         slab_lock(page);
3097
3098         get_map(s, page, map);
3099         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3100
3101                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3102                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3103                                                         p, p - addr);
3104                         print_tracking(s, p);
3105                 }
3106         }
3107         slab_unlock(page);
3108         kfree(map);
3109 #endif
3110 }
3111
3112 /*
3113  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3114  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3115  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3116  */
3117 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3118 {
3119         struct page *page, *h;
3120
3121         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3122                 if (!page->inuse) {
3123                         remove_partial(n, page);
3124                         discard_slab(s, page);
3125                 } else {
3126                         list_slab_objects(s, page,
3127                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3128                 }
3129         }
3130 }
3131
3132 /*
3133  * Release all resources used by a slab cache.
3134  */
3135 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3136 {
3137         int node;
3138
3139         flush_all(s);
3140         /* Attempt to free all objects */
3141         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3142                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3143
3144                 free_partial(s, n);
3145                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3146                         return 1;
3147         }
3148         free_percpu(s->cpu_slab);
3149         free_kmem_cache_nodes(s);
3150         return 0;
3151 }
3152
3153 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3154 {
3155         int rc = kmem_cache_close(s);
3156
3157         if (!rc) {
3158                 /*
3159                  * We do the same lock strategy around sysfs_slab_add, see
3160                  * __kmem_cache_create. Because this is pretty much the last
3161                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3162                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3163                  * to a later point in common code. We should do that when we
3164                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3165                  */
3166                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3167                 sysfs_slab_remove(s);
3168                 mutex_lock(&slab_mutex);
3169         }
3170
3171         return rc;
3172 }
3173
3174 /********************************************************************
3175  *              Kmalloc subsystem
3176  *******************************************************************/
3177
3178 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3179 {
3180         get_option(&str, &slub_min_order);
3181
3182         return 1;
3183 }
3184
3185 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3186
3187 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3188 {
3189         get_option(&str, &slub_max_order);
3190         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3191
3192         return 1;
3193 }
3194
3195 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3196
3197 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3198 {
3199         get_option(&str, &slub_min_objects);
3200
3201         return 1;
3202 }
3203
3204 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3205
3206 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3207 {
3208         slub_nomerge = 1;
3209         return 1;
3210 }
3211
3212 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3213
3214 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3215 {
3216         struct kmem_cache *s;
3217         void *ret;
3218
3219         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3220                 return kmalloc_large(size, flags);
3221
3222         s = kmalloc_slab(size, flags);
3223
3224         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3225                 return s;
3226
3227         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3228
3229         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3230
3231         return ret;
3232 }
3233 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3234
3235 #ifdef CONFIG_NUMA
3236 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3237 {
3238         struct page *page;
3239         void *ptr = NULL;
3240
3241         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3242         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3243         if (page)
3244                 ptr = page_address(page);
3245
3246         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3247         return ptr;
3248 }
3249
3250 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3251 {
3252         struct kmem_cache *s;
3253         void *ret;
3254
3255         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3256                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3257
3258                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3259                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3260                                    flags, node);
3261
3262                 return ret;
3263         }
3264
3265         s = kmalloc_slab(size, flags);
3266
3267         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3268                 return s;
3269
3270         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3271
3272         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3273
3274         return ret;
3275 }
3276 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3277 #endif
3278
3279 size_t ksize(const void *object)
3280 {
3281         struct page *page;
3282
3283         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3284                 return 0;
3285
3286         page = virt_to_head_page(object);
3287
3288         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3289                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3290                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3291         }
3292
3293         return slab_ksize(page->slab_cache);
3294 }
3295 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3296
3297 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3298 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3299 {
3300         struct page *page;
3301         void *object = (void *)x;
3302         unsigned long flags;
3303         bool rv;
3304
3305         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3306                 return false;
3307
3308         local_irq_save(flags);
3309
3310         page = virt_to_head_page(x);
3311         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3312                 /* maybe it was from stack? */
3313                 rv = true;
3314                 goto out_unlock;
3315         }
3316
3317         slab_lock(page);
3318         if (on_freelist(page->slab_cache, page, object)) {
3319                 object_err(page->slab_cache, page, object, "Object is on free-list");
3320                 rv = false;
3321         } else {
3322                 rv = true;
3323         }
3324         slab_unlock(page);
3325
3326 out_unlock:
3327         local_irq_restore(flags);
3328         return rv;
3329 }
3330 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3331 #endif
3332
3333 void kfree(const void *x)
3334 {
3335         struct page *page;
3336         void *object = (void *)x;
3337
3338         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3339
3340         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3341                 return;
3342
3343         page = virt_to_head_page(x);
3344         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3345                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3346                 kmemleak_free(x);
3347                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3348                 return;
3349         }
3350         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3351 }
3352 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3353
3354 /*
3355  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3356  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3357  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3358  * and thus they can be removed from the partial lists.
3359  *
3360  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3361  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3362  * are freed in them.
3363  */
3364 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3365 {
3366         int node;
3367         int i;
3368         struct kmem_cache_node *n;
3369         struct page *page;
3370         struct page *t;
3371         int objects = oo_objects(s->max);
3372         struct list_head *slabs_by_inuse =
3373                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3374         unsigned long flags;
3375
3376         if (!slabs_by_inuse)
3377                 return -ENOMEM;
3378
3379         flush_all(s);
3380         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3381                 n = get_node(s, node);
3382
3383                 if (!n->nr_partial)
3384                         continue;
3385
3386                 for (i = 0; i < objects; i++)
3387                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3388
3389                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3390
3391                 /*
3392                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3393                  *
3394                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3395                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3396                  */
3397                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3398                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3399                         if (!page->inuse)
3400                                 n->nr_partial--;
3401                 }
3402
3403                 /*
3404                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3405                  * first and the least used slabs at the end.
3406                  */
3407                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3408                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3409
3410                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3411
3412                 /* Release empty slabs */
3413                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3414                         discard_slab(s, page);
3415         }
3416
3417         kfree(slabs_by_inuse);
3418         return 0;
3419 }
3420 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3421
3422 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3423 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3424 {
3425         struct kmem_cache *s;
3426
3427         mutex_lock(&slab_mutex);
3428         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3429                 kmem_cache_shrink(s);
3430         mutex_unlock(&slab_mutex);
3431
3432         return 0;
3433 }
3434
3435 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3436 {
3437         struct kmem_cache_node *n;
3438         struct kmem_cache *s;
3439         struct memory_notify *marg = arg;
3440         int offline_node;
3441
3442         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3443
3444         /*
3445          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3446          * for it yet.
3447          */
3448         if (offline_node < 0)
3449                 return;
3450
3451         mutex_lock(&slab_mutex);
3452         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3453                 n = get_node(s, offline_node);
3454                 if (n) {
3455                         /*
3456                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3457                          * that is going down. We were unable to free them,
3458                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3459                          * callback. So, we must fail.
3460                          */
3461                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3462
3463                         s->node[offline_node] = NULL;
3464                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3465                 }
3466         }
3467         mutex_unlock(&slab_mutex);
3468 }
3469
3470 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3471 {
3472         struct kmem_cache_node *n;
3473         struct kmem_cache *s;
3474         struct memory_notify *marg = arg;
3475         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3476         int ret = 0;
3477
3478         /*
3479          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3480          * already created. Nothing to do.
3481          */
3482         if (nid < 0)
3483                 return 0;
3484
3485         /*
3486          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3487          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3488          * online.
3489          */
3490         mutex_lock(&slab_mutex);
3491         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3492                 /*
3493                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3494                  *      since memory is not yet available from the node that
3495                  *      is brought up.
3496                  */
3497                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3498                 if (!n) {
3499                         ret = -ENOMEM;
3500                         goto out;
3501                 }
3502                 init_kmem_cache_node(n);
3503                 s->node[nid] = n;
3504         }
3505 out:
3506         mutex_unlock(&slab_mutex);
3507         return ret;
3508 }
3509
3510 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3511                                 unsigned long action, void *arg)
3512 {
3513         int ret = 0;
3514
3515         switch (action) {
3516         case MEM_GOING_ONLINE:
3517                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3518                 break;
3519         case MEM_GOING_OFFLINE:
3520                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3521                 break;
3522         case MEM_OFFLINE:
3523         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3524                 slab_mem_offline_callback(arg);
3525                 break;
3526         case MEM_ONLINE:
3527         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3528                 break;
3529         }
3530         if (ret)
3531                 ret = notifier_from_errno(ret);
3532         else
3533                 ret = NOTIFY_OK;
3534         return ret;
3535 }
3536
3537 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3538
3539 /********************************************************************
3540  *                      Basic setup of slabs
3541  *******************************************************************/
3542
3543 /*
3544  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3545  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3546  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3547  */
3548
3549 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3550 {
3551         int node;
3552         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3553
3554         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3555
3556         /*
3557          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3558          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3559          * IPIs around.
3560          */
3561         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3562         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3563                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3564                 struct page *p;
3565
3566                 if (n) {
3567                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3568                                 p->slab_cache = s;
3569
3570 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3571                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3572                                 p->slab_cache = s;
3573 #endif
3574                 }
3575         }
3576         list_add(&s->list, &slab_caches);
3577         return s;
3578 }
3579
3580 void __init kmem_cache_init(void)
3581 {
3582         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3583                 boot_kmem_cache_node;
3584
3585         if (debug_guardpage_minorder())
3586                 slub_max_order = 0;
3587
3588         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3589         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3590
3591         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3592                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3593
3594         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3595
3596         /* Able to allocate the per node structures */
3597         slab_state = PARTIAL;
3598
3599         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3600                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3601                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3602                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3603
3604         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3605
3606         /*
3607          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3608          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3609          * update any list pointers.
3610          */
3611         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3612
3613         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3614         create_kmalloc_caches(0);
3615
3616 #ifdef CONFIG_SMP
3617         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3618 #endif
3619
3620         printk(KERN_INFO
3621                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3622                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3623                 cache_line_size(),
3624                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3625                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3626 }
3627
3628 void __init kmem_cache_init_late(void)
3629 {
3630 }
3631
3632 /*
3633  * Find a mergeable slab cache
3634  */
3635 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3636 {
3637         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3638                 return 1;
3639
3640         if (s->ctor)
3641                 return 1;
3642
3643         /*
3644          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3645          */
3646         if (s->refcount < 0)
3647                 return 1;
3648
3649         return 0;
3650 }
3651
3652 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3653                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3654                 void (*ctor)(void *))
3655 {
3656         struct kmem_cache *s;
3657
3658         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3659                 return NULL;
3660
3661         if (ctor)
3662                 return NULL;
3663
3664         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3665         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3666         size = ALIGN(size, align);
3667         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3668
3669         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3670                 if (slab_unmergeable(s))
3671                         continue;
3672
3673                 if (size > s->size)
3674                         continue;
3675
3676                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3677                                 continue;
3678                 /*
3679                  * Check if alignment is compatible.
3680                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3681                  */
3682                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3683                         continue;
3684
3685                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3686                         continue;
3687
3688                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3689                         continue;
3690
3691                 return s;
3692         }
3693         return NULL;
3694 }
3695
3696 struct kmem_cache *
3697 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3698                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3699 {
3700         struct kmem_cache *s;
3701
3702         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3703         if (s) {
3704                 s->refcount++;
3705                 /*
3706                  * Adjust the object sizes so that we clear
3707                  * the complete object on kzalloc.
3708                  */
3709                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3710                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3711
3712                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3713                         s->refcount--;
3714                         s = NULL;
3715                 }
3716         }
3717
3718         return s;
3719 }
3720
3721 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3722 {
3723         int err;
3724
3725         err = kmem_cache_open(s, flags);
3726         if (err)
3727                 return err;
3728
3729         /* Mutex is not taken during early boot */
3730         if (slab_state <= UP)
3731                 return 0;
3732
3733         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3734         mutex_unlock(&slab_mutex);
3735         err = sysfs_slab_add(s);
3736         mutex_lock(&slab_mutex);
3737
3738         if (err)
3739                 kmem_cache_close(s);
3740
3741         return err;
3742 }
3743
3744 #ifdef CONFIG_SMP
3745 /*
3746  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3747  * necessary.
3748  */
3749 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3750                 unsigned long action, void *hcpu)
3751 {
3752         long cpu = (long)hcpu;
3753         struct kmem_cache *s;
3754         unsigned long flags;
3755
3756         switch (action) {
3757         case CPU_UP_CANCELED:
3758         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3759         case CPU_DEAD:
3760         case CPU_DEAD_FROZEN:
3761                 mutex_lock(&slab_mutex);
3762                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3763                         local_irq_save(flags);
3764                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3765                         local_irq_restore(flags);
3766                 }
3767                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3768                 break;
3769         default:
3770                 break;
3771         }
3772         return NOTIFY_OK;
3773 }
3774
3775 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3776         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3777 };
3778
3779 #endif
3780
3781 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3782 {
3783         struct kmem_cache *s;
3784         void *ret;
3785
3786         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3787                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3788
3789         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3790
3791         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3792                 return s;
3793
3794         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3795
3796         /* Honor the call site pointer we received. */
3797         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3798
3799         return ret;
3800 }
3801
3802 #ifdef CONFIG_NUMA
3803 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3804                                         int node, unsigned long caller)
3805 {
3806         struct kmem_cache *s;
3807         void *ret;
3808
3809         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3810                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3811
3812                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3813                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3814                                    gfpflags, node);
3815
3816                 return ret;
3817         }
3818
3819         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3820
3821         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3822                 return s;
3823
3824         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3825
3826         /* Honor the call site pointer we received. */
3827         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3828
3829         return ret;
3830 }
3831 #endif
3832
3833 #ifdef CONFIG_SYSFS
3834 static int count_inuse(struct page *page)
3835 {
3836         return page->inuse;
3837 }
3838
3839 static int count_total(struct page *page)
3840 {
3841         return page->objects;
3842 }
3843 #endif
3844
3845 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3846 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3847                                                 unsigned long *map)
3848 {
3849         void *p;
3850         void *addr = page_address(page);
3851
3852         if (!check_slab(s, page) ||
3853                         !on_freelist(s, page, NULL))
3854                 return 0;
3855
3856         /* Now we know that a valid freelist exists */
3857         bitmap_zero(map, page->objects);
3858
3859         get_map(s, page, map);
3860         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3861                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3862                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3863                                 return 0;
3864         }
3865
3866         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3867                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3868                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3869                                 return 0;
3870         return 1;
3871 }
3872
3873 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3874                                                 unsigned long *map)
3875 {
3876         slab_lock(page);
3877         validate_slab(s, page, map);
3878         slab_unlock(page);
3879 }
3880
3881 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3882                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3883 {
3884         unsigned long count = 0;
3885         struct page *page;
3886         unsigned long flags;
3887
3888         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3889
3890         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3891                 validate_slab_slab(s, page, map);
3892                 count++;
3893         }
3894         if (count != n->nr_partial)
3895                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3896                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3897
3898         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3899                 goto out;
3900
3901         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3902                 validate_slab_slab(s, page, map);
3903                 count++;
3904         }
3905         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3906                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3907                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3908                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3909
3910 out:
3911         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3912         return count;
3913 }
3914
3915 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3916 {
3917         int node;
3918         unsigned long count = 0;
3919         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3920                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3921
3922         if (!map)
3923                 return -ENOMEM;
3924
3925         flush_all(s);
3926         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3927                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3928
3929                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3930         }
3931         kfree(map);
3932         return count;
3933 }
3934 /*
3935  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3936  * and freed.
3937  */
3938
3939 struct location {
3940         unsigned long count;
3941         unsigned long addr;
3942         long long sum_time;
3943         long min_time;
3944         long max_time;
3945         long min_pid;
3946         long max_pid;
3947         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3948         nodemask_t nodes;
3949 };
3950
3951 struct loc_track {
3952         unsigned long max;
3953         unsigned long count;
3954         struct location *loc;
3955 };
3956
3957 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3958 {
3959         if (t->max)
3960                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3961                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3962 }
3963
3964 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3965 {
3966         struct location *l;
3967         int order;
3968
3969         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3970
3971         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3972         if (!l)
3973                 return 0;
3974
3975         if (t->count) {
3976                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3977                 free_loc_track(t);
3978         }
3979         t->max = max;
3980         t->loc = l;
3981         return 1;
3982 }
3983
3984 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3985                                 const struct track *track)
3986 {
3987         long start, end, pos;
3988         struct location *l;
3989         unsigned long caddr;
3990         unsigned long age = jiffies - track->when;
3991
3992         start = -1;
3993         end = t->count;
3994
3995         for ( ; ; ) {
3996                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3997
3998                 /*
3999                  * There is nothing at "end". If we end up there
4000                  * we need to add something to before end.
4001                  */
4002                 if (pos == end)
4003                         break;
4004
4005                 caddr = t->loc[pos].addr;
4006                 if (track->addr == caddr) {
4007
4008                         l = &t->loc[pos];
4009                         l->count++;
4010                         if (track->when) {
4011                                 l->sum_time += age;
4012                                 if (age < l->min_time)
4013                                         l->min_time = age;
4014                                 if (age > l->max_time)
4015                                         l->max_time = age;
4016
4017                                 if (track->pid < l->min_pid)
4018                                         l->min_pid = track->pid;
4019                                 if (track->pid > l->max_pid)
4020                                         l->max_pid = track->pid;
4021
4022                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4023                                                 to_cpumask(l->cpus));
4024                         }
4025                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4026                         return 1;
4027                 }
4028
4029                 if (track->addr < caddr)
4030                         end = pos;
4031                 else
4032                         start = pos;
4033         }
4034
4035         /*
4036          * Not found. Insert new tracking element.
4037          */
4038         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4039                 return 0;
4040
4041         l = t->loc + pos;
4042         if (pos < t->count)
4043                 memmove(l + 1, l,
4044                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4045         t->count++;
4046         l->count = 1;
4047         l->addr = track->addr;
4048         l->sum_time = age;
4049         l->min_time = age;
4050         l->max_time = age;
4051         l->min_pid = track->pid;
4052         l->max_pid = track->pid;
4053         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4054         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4055         nodes_clear(l->nodes);
4056         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4057         return 1;
4058 }
4059
4060 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4061                 struct page *page, enum track_item alloc,
4062                 unsigned long *map)
4063 {
4064         void *addr = page_address(page);
4065         void *p;
4066
4067         bitmap_zero(map, page->objects);
4068         get_map(s, page, map);
4069
4070         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4071                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4072                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4073 }
4074
4075 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4076                                         enum track_item alloc)
4077 {
4078         int len = 0;
4079         unsigned long i;
4080         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4081         int node;
4082         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4083                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4084
4085         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4086                                      GFP_TEMPORARY)) {
4087                 kfree(map);
4088                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4089         }
4090         /* Push back cpu slabs */
4091         flush_all(s);
4092
4093         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4094                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4095                 unsigned long flags;
4096                 struct page *page;
4097
4098                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4099                         continue;
4100
4101                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4102                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4103                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4104                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4105                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4106                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4107         }
4108
4109         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4110                 struct location *l = &t.loc[i];
4111
4112                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4113                         break;
4114                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4115
4116                 if (l->addr)
4117                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4118                 else
4119                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4120
4121                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4122                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4123                                 l->min_time,
4124                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4125                                 l->max_time);
4126                 } else
4127                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4128                                 l->min_time);
4129
4130                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4131                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4132                                 l->min_pid, l->max_pid);
4133                 else
4134                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4135                                 l->min_pid);
4136
4137                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4138                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4139                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4140                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4141                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4142                                                  to_cpumask(l->cpus));
4143                 }
4144
4145                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4146                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4147                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4148                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4149                                         l->nodes);
4150                 }
4151
4152                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4153         }
4154
4155         free_loc_track(&t);
4156         kfree(map);
4157         if (!t.count)
4158                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4159         return len;
4160 }
4161 #endif
4162
4163 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4164 static void resiliency_test(void)
4165 {
4166         u8 *p;
4167
4168         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4169
4170         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4171         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4172         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4173
4174         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4175         p[16] = 0x12;
4176         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4177                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4178
4179         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4180
4181         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4182         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4183         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4184         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4185                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4186         printk(KERN_ERR
4187                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4188
4189         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4190         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4191         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4192         *p = 0x56;
4193         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4194                                                                         p);
4195         printk(KERN_ERR
4196                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4197         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4198
4199         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4200         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4201         kfree(p);
4202         *p = 0x78;
4203         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4204         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4205
4206         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4207         kfree(p);
4208         p[50] = 0x9a;
4209         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4210                         p);
4211         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4212
4213         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4214         kfree(p);
4215         p[512] = 0xab;
4216         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4217         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4218 }
4219 #else
4220 #ifdef CONFIG_SYSFS
4221 static void resiliency_test(void) {};
4222 #endif
4223 #endif
4224
4225 #ifdef CONFIG_SYSFS
4226 enum slab_stat_type {
4227         SL_ALL,                 /* All slabs */
4228         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4229         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4230         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4231         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4232 };
4233
4234 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4235 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4236 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4237 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4238 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4239
4240 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4241                             char *buf, unsigned long flags)
4242 {
4243         unsigned long total = 0;
4244         int node;
4245         int x;
4246         unsigned long *nodes;
4247         unsigned long *per_cpu;
4248
4249         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4250         if (!nodes)
4251                 return -ENOMEM;
4252         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4253
4254         if (flags & SO_CPU) {
4255                 int cpu;
4256
4257                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4258                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4259                         int node;
4260                         struct page *page;
4261
4262                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4263                         if (!page)
4264                                 continue;
4265
4266                         node = page_to_nid(page);
4267                         if (flags & SO_TOTAL)
4268                                 x = page->objects;
4269                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4270                                 x = page->inuse;
4271                         else
4272                                 x = 1;
4273
4274                         total += x;
4275                         nodes[node] += x;
4276
4277                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4278                         if (page) {
4279                                 x = page->pobjects;
4280                                 total += x;
4281                                 nodes[node] += x;
4282                         }
4283
4284                         per_cpu[node]++;
4285                 }
4286         }
4287
4288         lock_memory_hotplug();
4289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4290         if (flags & SO_ALL) {
4291                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4292                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4293
4294                 if (flags & SO_TOTAL)
4295                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4296                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4297                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4298                                 count_partial(n, count_free);
4299
4300                         else
4301                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4302                         total += x;
4303                         nodes[node] += x;
4304                 }
4305
4306         } else
4307 #endif
4308         if (flags & SO_PARTIAL) {
4309                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4310                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4311
4312                         if (flags & SO_TOTAL)
4313                                 x = count_partial(n, count_total);
4314                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4315                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4316                         else
4317                                 x = n->nr_partial;
4318                         total += x;
4319                         nodes[node] += x;
4320                 }
4321         }
4322         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4323 #ifdef CONFIG_NUMA
4324         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4325                 if (nodes[node])
4326                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4327                                         node, nodes[node]);
4328 #endif
4329         unlock_memory_hotplug();
4330         kfree(nodes);
4331         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4332 }
4333
4334 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4335 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4336 {
4337         int node;
4338
4339         for_each_online_node(node) {
4340                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4341
4342                 if (!n)
4343                         continue;
4344
4345                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4346                         return 1;
4347         }
4348         return 0;
4349 }
4350 #endif
4351
4352 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4353 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4354
4355 struct slab_attribute {
4356         struct attribute attr;
4357         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4358         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4359 };
4360
4361 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4362         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4363         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4364
4365 #define SLAB_ATTR(_name) \
4366         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4367         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4368
4369 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4370 {
4371         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4372 }
4373 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4374
4375 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4376 {
4377         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4378 }
4379 SLAB_ATTR_RO(align);
4380
4381 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4382 {
4383         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4384 }
4385 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4386
4387 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4388 {
4389         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4390 }
4391 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4392
4393 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4394                                 const char *buf, size_t length)
4395 {
4396         unsigned long order;
4397         int err;
4398
4399         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4400         if (err)
4401                 return err;
4402
4403         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4404                 return -EINVAL;
4405
4406         calculate_sizes(s, order);
4407         return length;
4408 }
4409
4410 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4411 {
4412         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4413 }
4414 SLAB_ATTR(order);
4415
4416 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4417 {
4418         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4419 }
4420
4421 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4422                                  size_t length)
4423 {
4424         unsigned long min;
4425         int err;
4426
4427         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4428         if (err)
4429                 return err;
4430
4431         set_min_partial(s, min);
4432         return length;
4433 }
4434 SLAB_ATTR(min_partial);
4435
4436 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4437 {
4438         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4439 }
4440
4441 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4442                                  size_t length)
4443 {
4444         unsigned long objects;
4445         int err;
4446
4447         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4448         if (err)
4449                 return err;
4450         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4451                 return -EINVAL;
4452
4453         s->cpu_partial = objects;
4454         flush_all(s);
4455         return length;
4456 }
4457 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4458
4459 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4460 {
4461         if (!s->ctor)
4462                 return 0;
4463         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4464 }
4465 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4466
4467 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4468 {
4469         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4470 }
4471 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4472
4473 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4474 {
4475         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4476 }
4477 SLAB_ATTR_RO(partial);
4478
4479 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4480 {
4481         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4482 }
4483 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4484
4485 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4486 {
4487         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4488 }
4489 SLAB_ATTR_RO(objects);
4490
4491 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4492 {
4493         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4494 }
4495 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4496
4497 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4498 {
4499         int objects = 0;
4500         int pages = 0;
4501         int cpu;
4502         int len;
4503
4504         for_each_online_cpu(cpu) {
4505                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4506
4507                 if (page) {
4508                         pages += page->pages;
4509                         objects += page->pobjects;
4510                 }
4511         }
4512
4513         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4514
4515 #ifdef CONFIG_SMP
4516         for_each_online_cpu(cpu) {
4517                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4518
4519                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4520                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4521                                 page->pobjects, page->pages);
4522         }
4523 #endif
4524         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4525 }
4526 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4527
4528 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4529 {
4530         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4531 }
4532
4533 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4534                                 const char *buf, size_t length)
4535 {
4536         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4537         if (buf[0] == '1')
4538                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4539         return length;
4540 }
4541 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4542
4543 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4544 {
4545         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4546 }
4547 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4548
4549 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4550 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4551 {
4552         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4553 }
4554 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4555 #endif
4556
4557 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4558 {
4559         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4560 }
4561 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4562
4563 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4564 {
4565         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4566 }
4567 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4568
4569 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4570 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4571 {
4572         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4573 }
4574 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4575
4576 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4577 {
4578         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4579 }
4580 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4581
4582 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4583 {
4584         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4585 }
4586
4587 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4588                                 const char *buf, size_t length)
4589 {
4590         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4591         if (buf[0] == '1') {
4592                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4593                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4594         }
4595         return length;
4596 }
4597 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4598
4599 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4600 {
4601         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4602 }
4603
4604 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4605                                                         size_t length)
4606 {
4607         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4608         if (buf[0] == '1') {
4609                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4610                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4611         }
4612         return length;
4613 }
4614 SLAB_ATTR(trace);
4615
4616 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4619 }
4620
4621 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4622                                 const char *buf, size_t length)
4623 {
4624         if (any_slab_objects(s))
4625                 return -EBUSY;
4626
4627         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4628         if (buf[0] == '1') {
4629                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4630                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4631         }
4632         calculate_sizes(s, -1);
4633         return length;
4634 }
4635 SLAB_ATTR(red_zone);
4636
4637 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4638 {
4639         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4640 }
4641
4642 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4643                                 const char *buf, size_t length)
4644 {
4645         if (any_slab_objects(s))
4646                 return -EBUSY;
4647
4648         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4649         if (buf[0] == '1') {
4650                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4651                 s->flags |= SLAB_POISON;
4652         }
4653         calculate_sizes(s, -1);
4654         return length;
4655 }
4656 SLAB_ATTR(poison);
4657
4658 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4659 {
4660         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4661 }
4662
4663 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4664                                 const char *buf, size_t length)
4665 {
4666         if (any_slab_objects(s))
4667                 return -EBUSY;
4668
4669         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4670         if (buf[0] == '1') {
4671                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4672                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4673         }
4674         calculate_sizes(s, -1);
4675         return length;
4676 }
4677 SLAB_ATTR(store_user);
4678
4679 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4680 {
4681         return 0;
4682 }
4683
4684 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4685                         const char *buf, size_t length)
4686 {
4687         int ret = -EINVAL;
4688
4689         if (buf[0] == '1') {
4690                 ret = validate_slab_cache(s);
4691                 if (ret >= 0)
4692                         ret = length;
4693         }
4694         return ret;
4695 }
4696 SLAB_ATTR(validate);
4697
4698 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4699 {
4700         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4701                 return -ENOSYS;
4702         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4703 }
4704 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4705
4706 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4707 {
4708         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4709                 return -ENOSYS;
4710         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4711 }
4712 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4713 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4714
4715 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4716 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4717 {
4718         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4719 }
4720
4721 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4722                                                         size_t length)
4723 {
4724         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4725         if (buf[0] == '1')
4726                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4727         return length;
4728 }
4729 SLAB_ATTR(failslab);
4730 #endif
4731
4732 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4733 {
4734         return 0;
4735 }
4736
4737 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4738                         const char *buf, size_t length)
4739 {
4740         if (buf[0] == '1') {
4741                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4742
4743                 if (rc)
4744                         return rc;
4745         } else
4746                 return -EINVAL;
4747         return length;
4748 }
4749 SLAB_ATTR(shrink);
4750
4751 #ifdef CONFIG_NUMA
4752 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4753 {
4754         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4755 }
4756
4757 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4758                                 const char *buf, size_t length)
4759 {
4760         unsigned long ratio;
4761         int err;
4762
4763         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4764         if (err)
4765                 return err;
4766
4767         if (ratio <= 100)
4768                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4769
4770         return length;
4771 }
4772 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4773 #endif
4774
4775 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4776 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4777 {
4778         unsigned long sum  = 0;
4779         int cpu;
4780         int len;
4781         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4782
4783         if (!data)
4784                 return -ENOMEM;
4785
4786         for_each_online_cpu(cpu) {
4787                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4788
4789                 data[cpu] = x;
4790                 sum += x;
4791         }
4792
4793         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4794
4795 #ifdef CONFIG_SMP
4796         for_each_online_cpu(cpu) {
4797                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4798                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4799         }
4800 #endif
4801         kfree(data);
4802         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4803 }
4804
4805 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4806 {
4807         int cpu;
4808
4809         for_each_online_cpu(cpu)
4810                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4811 }
4812
4813 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4814 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4815 {                                                               \
4816         return show_stat(s, buf, si);                           \
4817 }                                                               \
4818 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4819                                 const char *buf, size_t length) \
4820 {                                                               \
4821         if (buf[0] != '0')                                      \
4822                 return -EINVAL;                                 \
4823         clear_stat(s, si);                                      \
4824         return length;                                          \
4825 }                                                               \
4826 SLAB_ATTR(text);                                                \
4827
4828 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4829 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4830 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4831 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4832 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4833 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4834 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4835 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4836 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4837 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4838 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4839 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4840 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4841 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4842 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4843 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4844 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4845 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4846 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4847 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4848 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4849 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4850 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4851 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4852 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4853 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4854 #endif
4855
4856 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4857         &slab_size_attr.attr,
4858         &object_size_attr.attr,
4859         &objs_per_slab_attr.attr,
4860         &order_attr.attr,
4861         &min_partial_attr.attr,
4862         &cpu_partial_attr.attr,
4863         &objects_attr.attr,
4864         &objects_partial_attr.attr,
4865         &partial_attr.attr,
4866         &cpu_slabs_attr.attr,
4867         &ctor_attr.attr,
4868         &aliases_attr.attr,
4869         &align_attr.attr,
4870         &hwcache_align_attr.attr,
4871         &reclaim_account_attr.attr,
4872         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4873         &shrink_attr.attr,
4874         &reserved_attr.attr,
4875         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4876 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4877         &total_objects_attr.attr,
4878         &slabs_attr.attr,
4879         &sanity_checks_attr.attr,
4880         &trace_attr.attr,
4881         &red_zone_attr.attr,
4882         &poison_attr.attr,
4883         &store_user_attr.attr,
4884         &validate_attr.attr,
4885         &alloc_calls_attr.attr,
4886         &free_calls_attr.attr,
4887 #endif
4888 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4889         &cache_dma_attr.attr,
4890 #endif
4891 #ifdef CONFIG_NUMA
4892         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4893 #endif
4894 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4895         &alloc_fastpath_attr.attr,
4896         &alloc_slowpath_attr.attr,
4897         &free_fastpath_attr.attr,
4898         &free_slowpath_attr.attr,
4899         &free_frozen_attr.attr,
4900         &free_add_partial_attr.attr,
4901         &free_remove_partial_attr.attr,
4902         &alloc_from_partial_attr.attr,
4903         &alloc_slab_attr.attr,
4904         &alloc_refill_attr.attr,
4905         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4906         &free_slab_attr.attr,
4907         &cpuslab_flush_attr.attr,
4908         &deactivate_full_attr.attr,
4909         &deactivate_empty_attr.attr,
4910         &deactivate_to_head_attr.attr,
4911         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4912         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4913         &deactivate_bypass_attr.attr,
4914         &order_fallback_attr.attr,
4915         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4916         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4917         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4918         &cpu_partial_free_attr.attr,
4919         &cpu_partial_node_attr.attr,
4920         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4921 #endif
4922 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4923         &failslab_attr.attr,
4924 #endif
4925
4926         NULL
4927 };
4928
4929 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4930         .attrs = slab_attrs,
4931 };
4932
4933 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4934                                 struct attribute *attr,
4935                                 char *buf)
4936 {
4937         struct slab_attribute *attribute;
4938         struct kmem_cache *s;
4939         int err;
4940
4941         attribute = to_slab_attr(attr);
4942         s = to_slab(kobj);
4943
4944         if (!attribute->show)
4945                 return -EIO;
4946
4947         err = attribute->show(s, buf);
4948
4949         return err;
4950 }
4951
4952 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4953                                 struct attribute *attr,
4954                                 const char *buf, size_t len)
4955 {
4956         struct slab_attribute *attribute;
4957         struct kmem_cache *s;
4958         int err;
4959
4960         attribute = to_slab_attr(attr);
4961         s = to_slab(kobj);
4962
4963         if (!attribute->store)
4964                 return -EIO;
4965
4966         err = attribute->store(s, buf, len);
4967 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4968         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
4969                 int i;
4970
4971                 mutex_lock(&slab_mutex);
4972                 if (s->max_attr_size < len)
4973                         s->max_attr_size = len;
4974
4975                 /*
4976                  * This is a best effort propagation, so this function's return
4977                  * value will be determined by the parent cache only. This is
4978                  * basically because not all attributes will have a well
4979                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
4980                  * have permanent effects.
4981                  *
4982                  * Returning the error value of any of the children that fail
4983                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
4984                  * error code won't be able to know anything about the state of
4985                  * the cache.
4986                  *
4987                  * Only returning the error code for the parent cache at least
4988                  * has well defined semantics. The cache being written to
4989                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
4990                  * through the descendants with best-effort propagation.
4991                  */
4992                 for_each_memcg_cache_index(i) {
4993                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg(s, i);
4994                         if (c)
4995                                 attribute->store(c, buf, len);
4996                 }
4997                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4998         }
4999 #endif
5000         return err;
5001 }
5002
5003 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5004 {
5005 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5006         int i;
5007         char *buffer = NULL;
5008
5009         if (!is_root_cache(s))
5010                 return;
5011
5012         /*
5013          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5014          * in copying default values around
5015          */
5016         if (!s->max_attr_size)
5017                 return;
5018
5019         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5020                 char mbuf[64];
5021                 char *buf;
5022                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5023
5024                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5025                         continue;
5026
5027                 /*
5028                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5029                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5030                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5031                  *
5032                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5033                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5034                  * theoretically happen.
5035                  */
5036                 if (buffer)
5037                         buf = buffer;
5038                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5039                         buf = mbuf;
5040                 else {
5041                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5042                         if (WARN_ON(!buffer))
5043                                 continue;
5044                         buf = buffer;
5045                 }
5046
5047                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5048                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5049         }
5050
5051         if (buffer)
5052                 free_page((unsigned long)buffer);
5053 #endif
5054 }
5055
5056 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5057         .show = slab_attr_show,
5058         .store = slab_attr_store,
5059 };
5060
5061 static struct kobj_type slab_ktype = {
5062         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5063 };
5064
5065 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5066 {
5067         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5068
5069         if (ktype == &slab_ktype)
5070                 return 1;
5071         return 0;
5072 }
5073
5074 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5075         .filter = uevent_filter,
5076 };
5077
5078 static struct kset *slab_kset;
5079
5080 #define ID_STR_LENGTH 64
5081
5082 /* Create a unique string id for a slab cache:
5083  *
5084  * Format       :[flags-]size
5085  */
5086 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5087 {
5088         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5089         char *p = name;
5090
5091         BUG_ON(!name);
5092
5093         *p++ = ':';
5094         /*
5095          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5096          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5097          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5098          * are matched during merging to guarantee that the id is
5099          * unique.
5100          */
5101         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5102                 *p++ = 'd';
5103         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5104                 *p++ = 'a';
5105         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5106                 *p++ = 'F';
5107         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5108                 *p++ = 't';
5109         if (p != name + 1)
5110                 *p++ = '-';
5111         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5112
5113 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5114         if (!is_root_cache(s))
5115                 p += sprintf(p, "-%08d", memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5116 #endif
5117
5118         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5119         return name;
5120 }
5121
5122 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5123 {
5124         int err;
5125         const char *name;
5126         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5127
5128         if (unmergeable) {
5129                 /*
5130                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5131                  * This is typically the case for debug situations. In that
5132                  * case we can catch duplicate names easily.
5133                  */
5134                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5135                 name = s->name;
5136         } else {
5137                 /*
5138                  * Create a unique name for the slab as a target
5139                  * for the symlinks.
5140                  */
5141                 name = create_unique_id(s);
5142         }
5143
5144         s->kobj.kset = slab_kset;
5145         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5146         if (err) {
5147                 kobject_put(&s->kobj);
5148                 return err;
5149         }
5150
5151         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5152         if (err) {
5153                 kobject_del(&s->kobj);
5154                 kobject_put(&s->kobj);
5155                 return err;
5156         }
5157         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5158         if (!unmergeable) {
5159                 /* Setup first alias */
5160                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5161                 kfree(name);
5162         }
5163         return 0;
5164 }
5165
5166 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5167 {
5168         if (slab_state < FULL)
5169                 /*
5170                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5171                  * cache from sysfs.
5172                  */
5173                 return;
5174
5175         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5176         kobject_del(&s->kobj);
5177         kobject_put(&s->kobj);
5178 }
5179
5180 /*
5181  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5182  * available lest we lose that information.
5183  */
5184 struct saved_alias {
5185         struct kmem_cache *s;
5186         const char *name;
5187         struct saved_alias *next;
5188 };
5189
5190 static struct saved_alias *alias_list;
5191
5192 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5193 {
5194         struct saved_alias *al;
5195
5196         if (slab_state == FULL) {
5197                 /*
5198                  * If we have a leftover link then remove it.
5199                  */
5200                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5201                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5202         }
5203
5204         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5205         if (!al)
5206                 return -ENOMEM;
5207
5208         al->s = s;
5209         al->name = name;
5210         al->next = alias_list;
5211         alias_list = al;
5212         return 0;
5213 }
5214
5215 static int __init slab_sysfs_init(void)
5216 {
5217         struct kmem_cache *s;
5218         int err;
5219
5220         mutex_lock(&slab_mutex);
5221
5222         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5223         if (!slab_kset) {
5224                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5225                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5226                 return -ENOSYS;
5227         }
5228
5229         slab_state = FULL;
5230
5231         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5232                 err = sysfs_slab_add(s);
5233                 if (err)
5234                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5235                                                 " to sysfs\n", s->name);
5236         }
5237
5238         while (alias_list) {
5239                 struct saved_alias *al = alias_list;
5240
5241                 alias_list = alias_list->next;
5242                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5243                 if (err)
5244                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5245                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5246                 kfree(al);
5247         }
5248
5249         mutex_unlock(&slab_mutex);
5250         resiliency_test();
5251         return 0;
5252 }
5253
5254 __initcall(slab_sysfs_init);
5255 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5256
5257 /*
5258  * The /proc/slabinfo ABI
5259  */
5260 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5261 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5262 {
5263         unsigned long nr_partials = 0;
5264         unsigned long nr_slabs = 0;
5265         unsigned long nr_objs = 0;
5266         unsigned long nr_free = 0;
5267         int node;
5268
5269         for_each_online_node(node) {
5270                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5271
5272                 if (!n)
5273                         continue;
5274
5275                 nr_partials += n->nr_partial;
5276                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5277                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5278                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5279         }
5280
5281         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5282         sinfo->num_objs = nr_objs;
5283         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5284         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5285         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5286         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5287 }
5288
5289 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5290 {
5291 }
5292
5293 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5294                        size_t count, loff_t *ppos)
5295 {
5296         return -EIO;
5297 }
5298 #endif /* CONFIG_SLABINFO */