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