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