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