Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux
[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
1522 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1523 {
1524         n->nr_partial++;
1525         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1526                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1527         else
1528                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1529 }
1530
1531 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1532                                 struct page *page, int tail)
1533 {
1534         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1535         __add_partial(n, page, tail);
1536 }
1537
1538 static inline void
1539 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1540 {
1541         list_del(&page->lru);
1542         n->nr_partial--;
1543 }
1544
1545 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1546                                         struct page *page)
1547 {
1548         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1549         __remove_partial(n, page);
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1554  * return the pointer to the freelist.
1555  *
1556  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1557  */
1558 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1559                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1560                 int mode, int *objects)
1561 {
1562         void *freelist;
1563         unsigned long counters;
1564         struct page new;
1565
1566         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1567
1568         /*
1569          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1570          * The old freelist is the list of objects for the
1571          * per cpu allocation list.
1572          */
1573         freelist = page->freelist;
1574         counters = page->counters;
1575         new.counters = counters;
1576         *objects = new.objects - new.inuse;
1577         if (mode) {
1578                 new.inuse = page->objects;
1579                 new.freelist = NULL;
1580         } else {
1581                 new.freelist = freelist;
1582         }
1583
1584         VM_BUG_ON(new.frozen);
1585         new.frozen = 1;
1586
1587         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1588                         freelist, counters,
1589                         new.freelist, new.counters,
1590                         "acquire_slab"))
1591                 return NULL;
1592
1593         remove_partial(n, page);
1594         WARN_ON(!freelist);
1595         return freelist;
1596 }
1597
1598 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1599 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1600
1601 /*
1602  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1603  */
1604 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1605                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1606 {
1607         struct page *page, *page2;
1608         void *object = NULL;
1609         int available = 0;
1610         int objects;
1611
1612         /*
1613          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1614          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1615          * partial slab and there is none available then get_partials()
1616          * will return NULL.
1617          */
1618         if (!n || !n->nr_partial)
1619                 return NULL;
1620
1621         spin_lock(&n->list_lock);
1622         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1623                 void *t;
1624
1625                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1626                         continue;
1627
1628                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1629                 if (!t)
1630                         break;
1631
1632                 available += objects;
1633                 if (!object) {
1634                         c->page = page;
1635                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1636                         object = t;
1637                 } else {
1638                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1639                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1640                 }
1641                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1642                         || available > s->cpu_partial / 2)
1643                         break;
1644
1645         }
1646         spin_unlock(&n->list_lock);
1647         return object;
1648 }
1649
1650 /*
1651  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1652  */
1653 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1654                 struct kmem_cache_cpu *c)
1655 {
1656 #ifdef CONFIG_NUMA
1657         struct zonelist *zonelist;
1658         struct zoneref *z;
1659         struct zone *zone;
1660         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1661         void *object;
1662         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1663
1664         /*
1665          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1666          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1667          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1668          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1669          *
1670          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1671          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1672          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1673          * from other nodes and filled up.
1674          *
1675          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1676          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1677          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1678          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1679          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1680          * with available objects.
1681          */
1682         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1683                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1684                 return NULL;
1685
1686         do {
1687                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1688                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1689                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1690                         struct kmem_cache_node *n;
1691
1692                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1693
1694                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1695                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1696                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1697                                 if (object) {
1698                                         /*
1699                                          * Return the object even if
1700                                          * put_mems_allowed indicated that
1701                                          * the cpuset mems_allowed was
1702                                          * updated in parallel. It's a
1703                                          * harmless race between the alloc
1704                                          * and the cpuset update.
1705                                          */
1706                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1707                                         return object;
1708                                 }
1709                         }
1710                 }
1711         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1712 #endif
1713         return NULL;
1714 }
1715
1716 /*
1717  * Get a partial page, lock it and return it.
1718  */
1719 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1720                 struct kmem_cache_cpu *c)
1721 {
1722         void *object;
1723         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1724
1725         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1726         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1727                 return object;
1728
1729         return get_any_partial(s, flags, c);
1730 }
1731
1732 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1733 /*
1734  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1735  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1736  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1737  */
1738 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1739 #else
1740 /*
1741  * No preemption supported therefore also no need to check for
1742  * different cpus.
1743  */
1744 #define TID_STEP 1
1745 #endif
1746
1747 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1748 {
1749         return tid + TID_STEP;
1750 }
1751
1752 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1753 {
1754         return tid % TID_STEP;
1755 }
1756
1757 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1758 {
1759         return tid / TID_STEP;
1760 }
1761
1762 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1763 {
1764         return cpu;
1765 }
1766
1767 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1768                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1769 {
1770 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1771         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1772
1773         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1774
1775 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1776         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1777                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1778                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1779         else
1780 #endif
1781         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1782                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1783                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1784         else
1785                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1786                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1787 #endif
1788         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1789 }
1790
1791 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1792 {
1793         int cpu;
1794
1795         for_each_possible_cpu(cpu)
1796                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Remove the cpu slab
1801  */
1802 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1803                                 void *freelist)
1804 {
1805         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1806         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1807         int lock = 0;
1808         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1809         void *nextfree;
1810         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1811         struct page new;
1812         struct page old;
1813
1814         if (page->freelist) {
1815                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1816                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1817         }
1818
1819         /*
1820          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1821          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1822          * last one.
1823          *
1824          * There is no need to take the list->lock because the page
1825          * is still frozen.
1826          */
1827         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1828                 void *prior;
1829                 unsigned long counters;
1830
1831                 do {
1832                         prior = page->freelist;
1833                         counters = page->counters;
1834                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1835                         new.counters = counters;
1836                         new.inuse--;
1837                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1838
1839                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1840                         prior, counters,
1841                         freelist, new.counters,
1842                         "drain percpu freelist"));
1843
1844                 freelist = nextfree;
1845         }
1846
1847         /*
1848          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1849          * list presence reflects the actual number of objects
1850          * during unfreeze.
1851          *
1852          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1853          * with the count. If there is a mismatch then the page
1854          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1855          *
1856          * Then we restart the process which may have to remove
1857          * the page from the list that we just put it on again
1858          * because the number of objects in the slab may have
1859          * changed.
1860          */
1861 redo:
1862
1863         old.freelist = page->freelist;
1864         old.counters = page->counters;
1865         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1866
1867         /* Determine target state of the slab */
1868         new.counters = old.counters;
1869         if (freelist) {
1870                 new.inuse--;
1871                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1872                 new.freelist = freelist;
1873         } else
1874                 new.freelist = old.freelist;
1875
1876         new.frozen = 0;
1877
1878         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1879                 m = M_FREE;
1880         else if (new.freelist) {
1881                 m = M_PARTIAL;
1882                 if (!lock) {
1883                         lock = 1;
1884                         /*
1885                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1886                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1887                          * is frozen
1888                          */
1889                         spin_lock(&n->list_lock);
1890                 }
1891         } else {
1892                 m = M_FULL;
1893                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1894                         lock = 1;
1895                         /*
1896                          * This also ensures that the scanning of full
1897                          * slabs from diagnostic functions will not see
1898                          * any frozen slabs.
1899                          */
1900                         spin_lock(&n->list_lock);
1901                 }
1902         }
1903
1904         if (l != m) {
1905
1906                 if (l == M_PARTIAL)
1907
1908                         remove_partial(n, page);
1909
1910                 else if (l == M_FULL)
1911
1912                         remove_full(s, n, page);
1913
1914                 if (m == M_PARTIAL) {
1915
1916                         add_partial(n, page, tail);
1917                         stat(s, tail);
1918
1919                 } else if (m == M_FULL) {
1920
1921                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1922                         add_full(s, n, page);
1923
1924                 }
1925         }
1926
1927         l = m;
1928         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1929                                 old.freelist, old.counters,
1930                                 new.freelist, new.counters,
1931                                 "unfreezing slab"))
1932                 goto redo;
1933
1934         if (lock)
1935                 spin_unlock(&n->list_lock);
1936
1937         if (m == M_FREE) {
1938                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1939                 discard_slab(s, page);
1940                 stat(s, FREE_SLAB);
1941         }
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1946  *
1947  * This function must be called with interrupts disabled
1948  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1949  * to guarantee no concurrent accesses).
1950  */
1951 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1952                 struct kmem_cache_cpu *c)
1953 {
1954 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1955         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1956         struct page *page, *discard_page = NULL;
1957
1958         while ((page = c->partial)) {
1959                 struct page new;
1960                 struct page old;
1961
1962                 c->partial = page->next;
1963
1964                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1965                 if (n != n2) {
1966                         if (n)
1967                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1968
1969                         n = n2;
1970                         spin_lock(&n->list_lock);
1971                 }
1972
1973                 do {
1974
1975                         old.freelist = page->freelist;
1976                         old.counters = page->counters;
1977                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1978
1979                         new.counters = old.counters;
1980                         new.freelist = old.freelist;
1981
1982                         new.frozen = 0;
1983
1984                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1985                                 old.freelist, old.counters,
1986                                 new.freelist, new.counters,
1987                                 "unfreezing slab"));
1988
1989                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1990                         page->next = discard_page;
1991                         discard_page = page;
1992                 } else {
1993                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1994                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1995                 }
1996         }
1997
1998         if (n)
1999                 spin_unlock(&n->list_lock);
2000
2001         while (discard_page) {
2002                 page = discard_page;
2003                 discard_page = discard_page->next;
2004
2005                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2006                 discard_slab(s, page);
2007                 stat(s, FREE_SLAB);
2008         }
2009 #endif
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2014  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2015  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2016  * onto a random cpus partial slot.
2017  *
2018  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2019  * per node partial list.
2020  */
2021 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2022 {
2023 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2024         struct page *oldpage;
2025         int pages;
2026         int pobjects;
2027
2028         do {
2029                 pages = 0;
2030                 pobjects = 0;
2031                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2032
2033                 if (oldpage) {
2034                         pobjects = oldpage->pobjects;
2035                         pages = oldpage->pages;
2036                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2037                                 unsigned long flags;
2038                                 /*
2039                                  * partial array is full. Move the existing
2040                                  * set to the per node partial list.
2041                                  */
2042                                 local_irq_save(flags);
2043                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2044                                 local_irq_restore(flags);
2045                                 oldpage = NULL;
2046                                 pobjects = 0;
2047                                 pages = 0;
2048                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2049                         }
2050                 }
2051
2052                 pages++;
2053                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2054
2055                 page->pages = pages;
2056                 page->pobjects = pobjects;
2057                 page->next = oldpage;
2058
2059         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2060                                                                 != oldpage);
2061 #endif
2062 }
2063
2064 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2065 {
2066         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2067         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2068
2069         c->tid = next_tid(c->tid);
2070         c->page = NULL;
2071         c->freelist = NULL;
2072 }
2073
2074 /*
2075  * Flush cpu slab.
2076  *
2077  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2078  */
2079 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2080 {
2081         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2082
2083         if (likely(c)) {
2084                 if (c->page)
2085                         flush_slab(s, c);
2086
2087                 unfreeze_partials(s, c);
2088         }
2089 }
2090
2091 static void flush_cpu_slab(void *d)
2092 {
2093         struct kmem_cache *s = d;
2094
2095         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2096 }
2097
2098 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2099 {
2100         struct kmem_cache *s = info;
2101         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2102
2103         return c->page || c->partial;
2104 }
2105
2106 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2107 {
2108         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2113  * locality expectations.
2114  */
2115 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2116 {
2117 #ifdef CONFIG_NUMA
2118         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2119                 return 0;
2120 #endif
2121         return 1;
2122 }
2123
2124 static int count_free(struct page *page)
2125 {
2126         return page->objects - page->inuse;
2127 }
2128
2129 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2130                                         int (*get_count)(struct page *))
2131 {
2132         unsigned long flags;
2133         unsigned long x = 0;
2134         struct page *page;
2135
2136         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2137         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2138                 x += get_count(page);
2139         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2140         return x;
2141 }
2142
2143 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2144 {
2145 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2146         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2147 #else
2148         return 0;
2149 #endif
2150 }
2151
2152 static noinline void
2153 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2154 {
2155         int node;
2156
2157         printk(KERN_WARNING
2158                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2159                 nid, gfpflags);
2160         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2161                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2162                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2163
2164         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2165                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2166                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2167
2168         for_each_online_node(node) {
2169                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2170                 unsigned long nr_slabs;
2171                 unsigned long nr_objs;
2172                 unsigned long nr_free;
2173
2174                 if (!n)
2175                         continue;
2176
2177                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2178                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2179                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2180
2181                 printk(KERN_WARNING
2182                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2183                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2184         }
2185 }
2186
2187 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2188                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2189 {
2190         void *freelist;
2191         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2192         struct page *page;
2193
2194         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2195
2196         if (freelist)
2197                 return freelist;
2198
2199         page = new_slab(s, flags, node);
2200         if (page) {
2201                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2202                 if (c->page)
2203                         flush_slab(s, c);
2204
2205                 /*
2206                  * No other reference to the page yet so we can
2207                  * muck around with it freely without cmpxchg
2208                  */
2209                 freelist = page->freelist;
2210                 page->freelist = NULL;
2211
2212                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2213                 c->page = page;
2214                 *pc = c;
2215         } else
2216                 freelist = NULL;
2217
2218         return freelist;
2219 }
2220
2221 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2222 {
2223         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2224                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2225
2226         return true;
2227 }
2228
2229 /*
2230  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2231  * per cpu freelist or deactivate the page.
2232  *
2233  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2234  *
2235  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2236  *
2237  * This function must be called with interrupt disabled.
2238  */
2239 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2240 {
2241         struct page new;
2242         unsigned long counters;
2243         void *freelist;
2244
2245         do {
2246                 freelist = page->freelist;
2247                 counters = page->counters;
2248
2249                 new.counters = counters;
2250                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2251
2252                 new.inuse = page->objects;
2253                 new.frozen = freelist != NULL;
2254
2255         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2256                 freelist, counters,
2257                 NULL, new.counters,
2258                 "get_freelist"));
2259
2260         return freelist;
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2265  * debugging duties.
2266  *
2267  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2268  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2269  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2270  *
2271  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2272  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2273  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2274  *
2275  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2276  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2277  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2278  */
2279 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2280                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2281 {
2282         void *freelist;
2283         struct page *page;
2284         unsigned long flags;
2285
2286         local_irq_save(flags);
2287 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2288         /*
2289          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2290          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2291          * pointer.
2292          */
2293         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2294 #endif
2295
2296         page = c->page;
2297         if (!page)
2298                 goto new_slab;
2299 redo:
2300
2301         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2302                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2303                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2304                 c->page = NULL;
2305                 c->freelist = NULL;
2306                 goto new_slab;
2307         }
2308
2309         /*
2310          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2311          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2312          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2313          */
2314         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2315                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2316                 c->page = NULL;
2317                 c->freelist = NULL;
2318                 goto new_slab;
2319         }
2320
2321         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2322         freelist = c->freelist;
2323         if (freelist)
2324                 goto load_freelist;
2325
2326         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2327
2328         freelist = get_freelist(s, page);
2329
2330         if (!freelist) {
2331                 c->page = NULL;
2332                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2333                 goto new_slab;
2334         }
2335
2336         stat(s, ALLOC_REFILL);
2337
2338 load_freelist:
2339         /*
2340          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2341          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2342          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2343          */
2344         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2345         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2346         c->tid = next_tid(c->tid);
2347         local_irq_restore(flags);
2348         return freelist;
2349
2350 new_slab:
2351
2352         if (c->partial) {
2353                 page = c->page = c->partial;
2354                 c->partial = page->next;
2355                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2356                 c->freelist = NULL;
2357                 goto redo;
2358         }
2359
2360         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2361
2362         if (unlikely(!freelist)) {
2363                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2364                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2365
2366                 local_irq_restore(flags);
2367                 return NULL;
2368         }
2369
2370         page = c->page;
2371         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2372                 goto load_freelist;
2373
2374         /* Only entered in the debug case */
2375         if (kmem_cache_debug(s) &&
2376                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2377                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2378
2379         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2380         c->page = NULL;
2381         c->freelist = NULL;
2382         local_irq_restore(flags);
2383         return freelist;
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2388  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2389  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2390  *
2391  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2392  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2393  *
2394  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2395  */
2396 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2397                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2398 {
2399         void **object;
2400         struct kmem_cache_cpu *c;
2401         struct page *page;
2402         unsigned long tid;
2403
2404         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2405                 return NULL;
2406
2407         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2408 redo:
2409         /*
2410          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2411          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2412          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2413          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2414          *
2415          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2416          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2417          * on a different processor between the determination of the pointer
2418          * and the retrieval of the tid.
2419          */
2420         preempt_disable();
2421         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2422
2423         /*
2424          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2425          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2426          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2427          * linked list in between.
2428          */
2429         tid = c->tid;
2430         preempt_enable();
2431
2432         object = c->freelist;
2433         page = c->page;
2434         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2435                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2436
2437         else {
2438                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2439
2440                 /*
2441                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2442                  * operation and if we are on the right processor.
2443                  *
2444                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2445                  * semantics!)
2446                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2447                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2448                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2449                  *
2450                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2451                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2452                  * other cpus.
2453                  */
2454                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2455                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2456                                 object, tid,
2457                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2458
2459                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2460                         goto redo;
2461                 }
2462                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2463                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2464         }
2465
2466         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2467                 memset(object, 0, s->object_size);
2468
2469         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2470
2471         return object;
2472 }
2473
2474 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2475                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2476 {
2477         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2478 }
2479
2480 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2481 {
2482         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2483
2484         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2485                                 s->size, gfpflags);
2486
2487         return ret;
2488 }
2489 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2490
2491 #ifdef CONFIG_TRACING
2492 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2493 {
2494         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2495         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2496         return ret;
2497 }
2498 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2499 #endif
2500
2501 #ifdef CONFIG_NUMA
2502 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2503 {
2504         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2505
2506         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2507                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2508
2509         return ret;
2510 }
2511 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2512
2513 #ifdef CONFIG_TRACING
2514 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2515                                     gfp_t gfpflags,
2516                                     int node, size_t size)
2517 {
2518         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2519
2520         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2521                            size, s->size, gfpflags, node);
2522         return ret;
2523 }
2524 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2525 #endif
2526 #endif
2527
2528 /*
2529  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2530  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2531  *
2532  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2533  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2534  * handling required then we can return immediately.
2535  */
2536 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2537                         void *x, unsigned long addr)
2538 {
2539         void *prior;
2540         void **object = (void *)x;
2541         int was_frozen;
2542         struct page new;
2543         unsigned long counters;
2544         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2545         unsigned long uninitialized_var(flags);
2546
2547         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2548
2549         if (kmem_cache_debug(s) &&
2550                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2551                 return;
2552
2553         do {
2554                 if (unlikely(n)) {
2555                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2556                         n = NULL;
2557                 }
2558                 prior = page->freelist;
2559                 counters = page->counters;
2560                 set_freepointer(s, object, prior);
2561                 new.counters = counters;
2562                 was_frozen = new.frozen;
2563                 new.inuse--;
2564                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2565
2566                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2567
2568                                 /*
2569                                  * Slab was on no list before and will be
2570                                  * partially empty
2571                                  * We can defer the list move and instead
2572                                  * freeze it.
2573                                  */
2574                                 new.frozen = 1;
2575
2576                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2577
2578                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2579                                 /*
2580                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2581                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2582                                  * drop the list_lock without any processing.
2583                                  *
2584                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2585                                  * other processors updating the list of slabs.
2586                                  */
2587                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2588
2589                         }
2590                 }
2591
2592         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2593                 prior, counters,
2594                 object, new.counters,
2595                 "__slab_free"));
2596
2597         if (likely(!n)) {
2598
2599                 /*
2600                  * If we just froze the page then put it onto the
2601                  * per cpu partial list.
2602                  */
2603                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2604                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2605                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2606                 }
2607                 /*
2608                  * The list lock was not taken therefore no list
2609                  * activity can be necessary.
2610                  */
2611                 if (was_frozen)
2612                         stat(s, FREE_FROZEN);
2613                 return;
2614         }
2615
2616         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2617                 goto slab_empty;
2618
2619         /*
2620          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2621          * then add it.
2622          */
2623         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2624                 if (kmem_cache_debug(s))
2625                         remove_full(s, n, page);
2626                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2627                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2628         }
2629         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2630         return;
2631
2632 slab_empty:
2633         if (prior) {
2634                 /*
2635                  * Slab on the partial list.
2636                  */
2637                 remove_partial(n, page);
2638                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2639         } else {
2640                 /* Slab must be on the full list */
2641                 remove_full(s, n, page);
2642         }
2643
2644         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2645         stat(s, FREE_SLAB);
2646         discard_slab(s, page);
2647 }
2648
2649 /*
2650  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2651  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2652  *
2653  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2654  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2655  * the item before.
2656  *
2657  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2658  * with all sorts of special processing.
2659  */
2660 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2661                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2662 {
2663         void **object = (void *)x;
2664         struct kmem_cache_cpu *c;
2665         unsigned long tid;
2666
2667         slab_free_hook(s, x);
2668
2669 redo:
2670         /*
2671          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2672          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2673          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2674          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2675          */
2676         preempt_disable();
2677         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2678
2679         tid = c->tid;
2680         preempt_enable();
2681
2682         if (likely(page == c->page)) {
2683                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2684
2685                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2686                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2687                                 c->freelist, tid,
2688                                 object, next_tid(tid)))) {
2689
2690                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2691                         goto redo;
2692                 }
2693                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2694         } else
2695                 __slab_free(s, page, x, addr);
2696
2697 }
2698
2699 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2700 {
2701         s = cache_from_obj(s, x);
2702         if (!s)
2703                 return;
2704         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2705         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2706 }
2707 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2708
2709 /*
2710  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2711  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2712  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2713  * another.
2714  *
2715  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2716  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2717  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2718  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2719  * locking overhead.
2720  */
2721
2722 /*
2723  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2724  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2725  * and increases the number of allocations possible without having to
2726  * take the list_lock.
2727  */
2728 static int slub_min_order;
2729 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2730 static int slub_min_objects;
2731
2732 /*
2733  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2734  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2735  */
2736 static int slub_nomerge;
2737
2738 /*
2739  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2740  *
2741  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2742  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2743  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2744  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2745  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2746  * would be wasted.
2747  *
2748  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2749  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2750  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2751  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2752  *
2753  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2754  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2755  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2756  * of space in favor of a small page order.
2757  *
2758  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2759  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2760  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2761  * the smallest order which will fit the object.
2762  */
2763 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2764                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2765 {
2766         int order;
2767         int rem;
2768         int min_order = slub_min_order;
2769
2770         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2771                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2772
2773         for (order = max(min_order,
2774                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2775                         order <= max_order; order++) {
2776
2777                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2778
2779                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2780                         continue;
2781
2782                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2783
2784                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2785                         break;
2786
2787         }
2788
2789         return order;
2790 }
2791
2792 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2793 {
2794         int order;
2795         int min_objects;
2796         int fraction;
2797         int max_objects;
2798
2799         /*
2800          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2801          * works by first attempting to generate a layout with
2802          * the best configuration and backing off gradually.
2803          *
2804          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2805          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2806          */
2807         min_objects = slub_min_objects;
2808         if (!min_objects)
2809                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2810         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2811         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2812
2813         while (min_objects > 1) {
2814                 fraction = 16;
2815                 while (fraction >= 4) {
2816                         order = slab_order(size, min_objects,
2817                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2818                         if (order <= slub_max_order)
2819                                 return order;
2820                         fraction /= 2;
2821                 }
2822                 min_objects--;
2823         }
2824
2825         /*
2826          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2827          * lets see if we can place a single object there.
2828          */
2829         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2830         if (order <= slub_max_order)
2831                 return order;
2832
2833         /*
2834          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2835          */
2836         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2837         if (order < MAX_ORDER)
2838                 return order;
2839         return -ENOSYS;
2840 }
2841
2842 static void
2843 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2844 {
2845         n->nr_partial = 0;
2846         spin_lock_init(&n->list_lock);
2847         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2848 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2849         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2850         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2851         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2852 #endif
2853 }
2854
2855 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2856 {
2857         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2858                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2859
2860         /*
2861          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2862          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2863          */
2864         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2865                                      2 * sizeof(void *));
2866
2867         if (!s->cpu_slab)
2868                 return 0;
2869
2870         init_kmem_cache_cpus(s);
2871
2872         return 1;
2873 }
2874
2875 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2876
2877 /*
2878  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2879  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2880  * possible.
2881  *
2882  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2883  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2884  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2885  */
2886 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2887 {
2888         struct page *page;
2889         struct kmem_cache_node *n;
2890
2891         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2892
2893         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2894
2895         BUG_ON(!page);
2896         if (page_to_nid(page) != node) {
2897                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2898                                 "node %d\n", node);
2899                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2900                                 "in order to be able to continue\n");
2901         }
2902
2903         n = page->freelist;
2904         BUG_ON(!n);
2905         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2906         page->inuse = 1;
2907         page->frozen = 0;
2908         kmem_cache_node->node[node] = n;
2909 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2910         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2911         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2912 #endif
2913         init_kmem_cache_node(n);
2914         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2915
2916         /*
2917          * No locks need to be taken here as it has just been
2918          * initialized and there is no concurrent access.
2919          */
2920         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2921 }
2922
2923 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2924 {
2925         int node;
2926
2927         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2928                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2929
2930                 if (n)
2931                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2932
2933                 s->node[node] = NULL;
2934         }
2935 }
2936
2937 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2938 {
2939         int node;
2940
2941         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2942                 struct kmem_cache_node *n;
2943
2944                 if (slab_state == DOWN) {
2945                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2946                         continue;
2947                 }
2948                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2949                                                 GFP_KERNEL, node);
2950
2951                 if (!n) {
2952                         free_kmem_cache_nodes(s);
2953                         return 0;
2954                 }
2955
2956                 s->node[node] = n;
2957                 init_kmem_cache_node(n);
2958         }
2959         return 1;
2960 }
2961
2962 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2963 {
2964         if (min < MIN_PARTIAL)
2965                 min = MIN_PARTIAL;
2966         else if (min > MAX_PARTIAL)
2967                 min = MAX_PARTIAL;
2968         s->min_partial = min;
2969 }
2970
2971 /*
2972  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2973  * a slab object.
2974  */
2975 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2976 {
2977         unsigned long flags = s->flags;
2978         unsigned long size = s->object_size;
2979         int order;
2980
2981         /*
2982          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2983          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2984          * the possible location of the free pointer.
2985          */
2986         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2987
2988 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2989         /*
2990          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2991          * the slab may touch the object after free or before allocation
2992          * then we should never poison the object itself.
2993          */
2994         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2995                         !s->ctor)
2996                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2997         else
2998                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2999
3000
3001         /*
3002          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3003          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3004          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3005          */
3006         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3007                 size += sizeof(void *);
3008 #endif
3009
3010         /*
3011          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3012          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3013          */
3014         s->inuse = size;
3015
3016         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3017                 s->ctor)) {
3018                 /*
3019                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3020                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3021                  * kmem_cache_free.
3022                  *
3023                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3024                  * destructor or are poisoning the objects.
3025                  */
3026                 s->offset = size;
3027                 size += sizeof(void *);
3028         }
3029
3030 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3031         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3032                 /*
3033                  * Need to store information about allocs and frees after
3034                  * the object.
3035                  */
3036                 size += 2 * sizeof(struct track);
3037
3038         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3039                 /*
3040                  * Add some empty padding so that we can catch
3041                  * overwrites from earlier objects rather than let
3042                  * tracking information or the free pointer be
3043                  * corrupted if a user writes before the start
3044                  * of the object.
3045                  */
3046                 size += sizeof(void *);
3047 #endif
3048
3049         /*
3050          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3051          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3052          * each object to conform to the alignment.
3053          */
3054         size = ALIGN(size, s->align);
3055         s->size = size;
3056         if (forced_order >= 0)
3057                 order = forced_order;
3058         else
3059                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3060
3061         if (order < 0)
3062                 return 0;
3063
3064         s->allocflags = 0;
3065         if (order)
3066                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3067
3068         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3069                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3070
3071         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3072                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3073
3074         /*
3075          * Determine the number of objects per slab
3076          */
3077         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3078         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3079         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3080                 s->max = s->oo;
3081
3082         return !!oo_objects(s->oo);
3083 }
3084
3085 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3086 {
3087         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3088         s->reserved = 0;
3089
3090         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3091                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3092
3093         if (!calculate_sizes(s, -1))
3094                 goto error;
3095         if (disable_higher_order_debug) {
3096                 /*
3097                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3098                  * order increased.
3099                  */
3100                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3101                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3102                         s->offset = 0;
3103                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3104                                 goto error;
3105                 }
3106         }
3107
3108 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3109     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3110         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3111                 /* Enable fast mode */
3112                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3113 #endif
3114
3115         /*
3116          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3117          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3118          */
3119         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3120
3121         /*
3122          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3123          * per cpu partial lists of a processor.
3124          *
3125          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3126          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3127          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3128          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3129          *
3130          * This setting also determines
3131          *
3132          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3133          *    per node list when we reach the limit.
3134          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3135          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3136          *    50% to keep some capacity around for frees.
3137          */
3138         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3139                 s->cpu_partial = 0;
3140         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3141                 s->cpu_partial = 2;
3142         else if (s->size >= 1024)
3143                 s->cpu_partial = 6;
3144         else if (s->size >= 256)
3145                 s->cpu_partial = 13;
3146         else
3147                 s->cpu_partial = 30;
3148
3149 #ifdef CONFIG_NUMA
3150         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3151 #endif
3152         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3153                 goto error;
3154
3155         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3156                 return 0;
3157
3158         free_kmem_cache_nodes(s);
3159 error:
3160         if (flags & SLAB_PANIC)
3161                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3162                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3163                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3164                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3165         return -EINVAL;
3166 }
3167
3168 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3169                                                         const char *text)
3170 {
3171 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3172         void *addr = page_address(page);
3173         void *p;
3174         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3175                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3176         if (!map)
3177                 return;
3178         slab_err(s, page, text, s->name);
3179         slab_lock(page);
3180
3181         get_map(s, page, map);
3182         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3183
3184                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3185                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3186                                                         p, p - addr);
3187                         print_tracking(s, p);
3188                 }
3189         }
3190         slab_unlock(page);
3191         kfree(map);
3192 #endif
3193 }
3194
3195 /*
3196  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3197  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3198  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3199  */
3200 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3201 {
3202         struct page *page, *h;
3203
3204         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3205                 if (!page->inuse) {
3206                         __remove_partial(n, page);
3207                         discard_slab(s, page);
3208                 } else {
3209                         list_slab_objects(s, page,
3210                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3211                 }
3212         }
3213 }
3214
3215 /*
3216  * Release all resources used by a slab cache.
3217  */
3218 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3219 {
3220         int node;
3221
3222         flush_all(s);
3223         /* Attempt to free all objects */
3224         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3225                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3226
3227                 free_partial(s, n);
3228                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3229                         return 1;
3230         }
3231         free_percpu(s->cpu_slab);
3232         free_kmem_cache_nodes(s);
3233         return 0;
3234 }
3235
3236 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3237 {
3238         int rc = kmem_cache_close(s);
3239
3240         if (!rc) {
3241                 /*
3242                  * We do the same lock strategy around sysfs_slab_add, see
3243                  * __kmem_cache_create. Because this is pretty much the last
3244                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3245                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3246                  * to a later point in common code. We should do that when we
3247                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3248                  */
3249                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3250                 sysfs_slab_remove(s);
3251                 mutex_lock(&slab_mutex);
3252         }
3253
3254         return rc;
3255 }
3256
3257 /********************************************************************
3258  *              Kmalloc subsystem
3259  *******************************************************************/
3260
3261 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3262 {
3263         get_option(&str, &slub_min_order);
3264
3265         return 1;
3266 }
3267
3268 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3269
3270 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3271 {
3272         get_option(&str, &slub_max_order);
3273         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3274
3275         return 1;
3276 }
3277
3278 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3279
3280 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3281 {
3282         get_option(&str, &slub_min_objects);
3283
3284         return 1;
3285 }
3286
3287 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3288
3289 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3290 {
3291         slub_nomerge = 1;
3292         return 1;
3293 }
3294
3295 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3296
3297 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3298 {
3299         struct kmem_cache *s;
3300         void *ret;
3301
3302         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3303                 return kmalloc_large(size, flags);
3304
3305         s = kmalloc_slab(size, flags);
3306
3307         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3308                 return s;
3309
3310         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3311
3312         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3313
3314         return ret;
3315 }
3316 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3317
3318 #ifdef CONFIG_NUMA
3319 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3320 {
3321         struct page *page;
3322         void *ptr = NULL;
3323
3324         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3325         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3326         if (page)
3327                 ptr = page_address(page);
3328
3329         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3330         return ptr;
3331 }
3332
3333 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3334 {
3335         struct kmem_cache *s;
3336         void *ret;
3337
3338         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3339                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3340
3341                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3342                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3343                                    flags, node);
3344
3345                 return ret;
3346         }
3347
3348         s = kmalloc_slab(size, flags);
3349
3350         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3351                 return s;
3352
3353         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3354
3355         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3356
3357         return ret;
3358 }
3359 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3360 #endif
3361
3362 size_t ksize(const void *object)
3363 {
3364         struct page *page;
3365
3366         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3367                 return 0;
3368
3369         page = virt_to_head_page(object);
3370
3371         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3372                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3373                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3374         }
3375
3376         return slab_ksize(page->slab_cache);
3377 }
3378 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3379
3380 void kfree(const void *x)
3381 {
3382         struct page *page;
3383         void *object = (void *)x;
3384
3385         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3386
3387         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3388                 return;
3389
3390         page = virt_to_head_page(x);
3391         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3392                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3393                 kfree_hook(x);
3394                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3395                 return;
3396         }
3397         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3398 }
3399 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3400
3401 /*
3402  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3403  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3404  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3405  * and thus they can be removed from the partial lists.
3406  *
3407  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3408  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3409  * are freed in them.
3410  */
3411 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3412 {
3413         int node;
3414         int i;
3415         struct kmem_cache_node *n;
3416         struct page *page;
3417         struct page *t;
3418         int objects = oo_objects(s->max);
3419         struct list_head *slabs_by_inuse =
3420                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3421         unsigned long flags;
3422
3423         if (!slabs_by_inuse)
3424                 return -ENOMEM;
3425
3426         flush_all(s);
3427         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3428                 n = get_node(s, node);
3429
3430                 if (!n->nr_partial)
3431                         continue;
3432
3433                 for (i = 0; i < objects; i++)
3434                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3435
3436                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3437
3438                 /*
3439                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3440                  *
3441                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3442                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3443                  */
3444                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3445                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3446                         if (!page->inuse)
3447                                 n->nr_partial--;
3448                 }
3449
3450                 /*
3451                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3452                  * first and the least used slabs at the end.
3453                  */
3454                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3455                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3456
3457                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3458
3459                 /* Release empty slabs */
3460                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3461                         discard_slab(s, page);
3462         }
3463
3464         kfree(slabs_by_inuse);
3465         return 0;
3466 }
3467 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3468
3469 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3470 {
3471         struct kmem_cache *s;
3472
3473         mutex_lock(&slab_mutex);
3474         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3475                 kmem_cache_shrink(s);
3476         mutex_unlock(&slab_mutex);
3477
3478         return 0;
3479 }
3480
3481 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3482 {
3483         struct kmem_cache_node *n;
3484         struct kmem_cache *s;
3485         struct memory_notify *marg = arg;
3486         int offline_node;
3487
3488         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3489
3490         /*
3491          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3492          * for it yet.
3493          */
3494         if (offline_node < 0)
3495                 return;
3496
3497         mutex_lock(&slab_mutex);
3498         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3499                 n = get_node(s, offline_node);
3500                 if (n) {
3501                         /*
3502                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3503                          * that is going down. We were unable to free them,
3504                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3505                          * callback. So, we must fail.
3506                          */
3507                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3508
3509                         s->node[offline_node] = NULL;
3510                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3511                 }
3512         }
3513         mutex_unlock(&slab_mutex);
3514 }
3515
3516 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3517 {
3518         struct kmem_cache_node *n;
3519         struct kmem_cache *s;
3520         struct memory_notify *marg = arg;
3521         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3522         int ret = 0;
3523
3524         /*
3525          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3526          * already created. Nothing to do.
3527          */
3528         if (nid < 0)
3529                 return 0;
3530
3531         /*
3532          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3533          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3534          * online.
3535          */
3536         mutex_lock(&slab_mutex);
3537         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3538                 /*
3539                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3540                  *      since memory is not yet available from the node that
3541                  *      is brought up.
3542                  */
3543                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3544                 if (!n) {
3545                         ret = -ENOMEM;
3546                         goto out;
3547                 }
3548                 init_kmem_cache_node(n);
3549                 s->node[nid] = n;
3550         }
3551 out:
3552         mutex_unlock(&slab_mutex);
3553         return ret;
3554 }
3555
3556 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3557                                 unsigned long action, void *arg)
3558 {
3559         int ret = 0;
3560
3561         switch (action) {
3562         case MEM_GOING_ONLINE:
3563                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3564                 break;
3565         case MEM_GOING_OFFLINE:
3566                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3567                 break;
3568         case MEM_OFFLINE:
3569         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3570                 slab_mem_offline_callback(arg);
3571                 break;
3572         case MEM_ONLINE:
3573         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3574                 break;
3575         }
3576         if (ret)
3577                 ret = notifier_from_errno(ret);
3578         else
3579                 ret = NOTIFY_OK;
3580         return ret;
3581 }
3582
3583 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3584         .notifier_call = slab_memory_callback,
3585         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3586 };
3587
3588 /********************************************************************
3589  *                      Basic setup of slabs
3590  *******************************************************************/
3591
3592 /*
3593  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3594  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3595  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3596  */
3597
3598 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3599 {
3600         int node;
3601         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3602
3603         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3604
3605         /*
3606          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3607          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3608          * IPIs around.
3609          */
3610         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3611         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3612                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3613                 struct page *p;
3614
3615                 if (n) {
3616                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3617                                 p->slab_cache = s;
3618
3619 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3620                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3621                                 p->slab_cache = s;
3622 #endif
3623                 }
3624         }
3625         list_add(&s->list, &slab_caches);
3626         return s;
3627 }
3628
3629 void __init kmem_cache_init(void)
3630 {
3631         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3632                 boot_kmem_cache_node;
3633
3634         if (debug_guardpage_minorder())
3635                 slub_max_order = 0;
3636
3637         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3638         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3639
3640         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3641                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3642
3643         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3644
3645         /* Able to allocate the per node structures */
3646         slab_state = PARTIAL;
3647
3648         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3649                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3650                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3651                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3652
3653         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3654
3655         /*
3656          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3657          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3658          * update any list pointers.
3659          */
3660         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3661
3662         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3663         create_kmalloc_caches(0);
3664
3665 #ifdef CONFIG_SMP
3666         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3667 #endif
3668
3669         printk(KERN_INFO
3670                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3671                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3672                 cache_line_size(),
3673                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3674                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3675 }
3676
3677 void __init kmem_cache_init_late(void)
3678 {
3679 }
3680
3681 /*
3682  * Find a mergeable slab cache
3683  */
3684 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3685 {
3686         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3687                 return 1;
3688
3689         if (s->ctor)
3690                 return 1;
3691
3692         /*
3693          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3694          */
3695         if (s->refcount < 0)
3696                 return 1;
3697
3698         return 0;
3699 }
3700
3701 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3702                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3703                 void (*ctor)(void *))
3704 {
3705         struct kmem_cache *s;
3706
3707         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3708                 return NULL;
3709
3710         if (ctor)
3711                 return NULL;
3712
3713         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3714         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3715         size = ALIGN(size, align);
3716         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3717
3718         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3719                 if (slab_unmergeable(s))
3720                         continue;
3721
3722                 if (size > s->size)
3723                         continue;
3724
3725                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3726                                 continue;
3727                 /*
3728                  * Check if alignment is compatible.
3729                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3730                  */
3731                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3732                         continue;
3733
3734                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3735                         continue;
3736
3737                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3738                         continue;
3739
3740                 return s;
3741         }
3742         return NULL;
3743 }
3744
3745 struct kmem_cache *
3746 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3747                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3748 {
3749         struct kmem_cache *s;
3750
3751         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3752         if (s) {
3753                 s->refcount++;
3754                 /*
3755                  * Adjust the object sizes so that we clear
3756                  * the complete object on kzalloc.
3757                  */
3758                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3759                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3760
3761                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3762                         s->refcount--;
3763                         s = NULL;
3764                 }
3765         }
3766
3767         return s;
3768 }
3769
3770 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3771 {
3772         int err;
3773
3774         err = kmem_cache_open(s, flags);
3775         if (err)
3776                 return err;
3777
3778         /* Mutex is not taken during early boot */
3779         if (slab_state <= UP)
3780                 return 0;
3781
3782         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3783         mutex_unlock(&slab_mutex);
3784         err = sysfs_slab_add(s);
3785         mutex_lock(&slab_mutex);
3786
3787         if (err)
3788                 kmem_cache_close(s);
3789
3790         return err;
3791 }
3792
3793 #ifdef CONFIG_SMP
3794 /*
3795  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3796  * necessary.
3797  */
3798 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3799                 unsigned long action, void *hcpu)
3800 {
3801         long cpu = (long)hcpu;
3802         struct kmem_cache *s;
3803         unsigned long flags;
3804
3805         switch (action) {
3806         case CPU_UP_CANCELED:
3807         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3808         case CPU_DEAD:
3809         case CPU_DEAD_FROZEN:
3810                 mutex_lock(&slab_mutex);
3811                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3812                         local_irq_save(flags);
3813                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3814                         local_irq_restore(flags);
3815                 }
3816                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3817                 break;
3818         default:
3819                 break;
3820         }
3821         return NOTIFY_OK;
3822 }
3823
3824 static struct notifier_block slab_notifier = {
3825         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3826 };
3827
3828 #endif
3829
3830 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3831 {
3832         struct kmem_cache *s;
3833         void *ret;
3834
3835         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3836                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3837
3838         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3839
3840         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3841                 return s;
3842
3843         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3844
3845         /* Honor the call site pointer we received. */
3846         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3847
3848         return ret;
3849 }
3850
3851 #ifdef CONFIG_NUMA
3852 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3853                                         int node, unsigned long caller)
3854 {
3855         struct kmem_cache *s;
3856         void *ret;
3857
3858         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3859                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3860
3861                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3862                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3863                                    gfpflags, node);
3864
3865                 return ret;
3866         }
3867
3868         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3869
3870         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3871                 return s;
3872
3873         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3874
3875         /* Honor the call site pointer we received. */
3876         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3877
3878         return ret;
3879 }
3880 #endif
3881
3882 #ifdef CONFIG_SYSFS
3883 static int count_inuse(struct page *page)
3884 {
3885         return page->inuse;
3886 }
3887
3888 static int count_total(struct page *page)
3889 {
3890         return page->objects;
3891 }
3892 #endif
3893
3894 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3895 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3896                                                 unsigned long *map)
3897 {
3898         void *p;
3899         void *addr = page_address(page);
3900
3901         if (!check_slab(s, page) ||
3902                         !on_freelist(s, page, NULL))
3903                 return 0;
3904
3905         /* Now we know that a valid freelist exists */
3906         bitmap_zero(map, page->objects);
3907
3908         get_map(s, page, map);
3909         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3910                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3911                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3912                                 return 0;
3913         }
3914
3915         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3916                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3917                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3918                                 return 0;
3919         return 1;
3920 }
3921
3922 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3923                                                 unsigned long *map)
3924 {
3925         slab_lock(page);
3926         validate_slab(s, page, map);
3927         slab_unlock(page);
3928 }
3929
3930 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3931                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3932 {
3933         unsigned long count = 0;
3934         struct page *page;
3935         unsigned long flags;
3936
3937         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3938
3939         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3940                 validate_slab_slab(s, page, map);
3941                 count++;
3942         }
3943         if (count != n->nr_partial)
3944                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3945                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3946
3947         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3948                 goto out;
3949
3950         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3951                 validate_slab_slab(s, page, map);
3952                 count++;
3953         }
3954         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3955                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3956                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3957                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3958
3959 out:
3960         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3961         return count;
3962 }
3963
3964 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3965 {
3966         int node;
3967         unsigned long count = 0;
3968         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3969                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3970
3971         if (!map)
3972                 return -ENOMEM;
3973
3974         flush_all(s);
3975         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3976                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3977
3978                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3979         }
3980         kfree(map);
3981         return count;
3982 }
3983 /*
3984  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3985  * and freed.
3986  */
3987
3988 struct location {
3989         unsigned long count;
3990         unsigned long addr;
3991         long long sum_time;
3992         long min_time;
3993         long max_time;
3994         long min_pid;
3995         long max_pid;
3996         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3997         nodemask_t nodes;
3998 };
3999
4000 struct loc_track {
4001         unsigned long max;
4002         unsigned long count;
4003         struct location *loc;
4004 };
4005
4006 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4007 {
4008         if (t->max)
4009                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4010                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4011 }
4012
4013 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4014 {
4015         struct location *l;
4016         int order;
4017
4018         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4019
4020         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4021         if (!l)
4022                 return 0;
4023
4024         if (t->count) {
4025                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4026                 free_loc_track(t);
4027         }
4028         t->max = max;
4029         t->loc = l;
4030         return 1;
4031 }
4032
4033 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4034                                 const struct track *track)
4035 {
4036         long start, end, pos;
4037         struct location *l;
4038         unsigned long caddr;
4039         unsigned long age = jiffies - track->when;
4040
4041         start = -1;
4042         end = t->count;
4043
4044         for ( ; ; ) {
4045                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4046
4047                 /*
4048                  * There is nothing at "end". If we end up there
4049                  * we need to add something to before end.
4050                  */
4051                 if (pos == end)
4052                         break;
4053
4054                 caddr = t->loc[pos].addr;
4055                 if (track->addr == caddr) {
4056
4057                         l = &t->loc[pos];
4058                         l->count++;
4059                         if (track->when) {
4060                                 l->sum_time += age;
4061                                 if (age < l->min_time)
4062                                         l->min_time = age;
4063                                 if (age > l->max_time)
4064                                         l->max_time = age;
4065
4066                                 if (track->pid < l->min_pid)
4067                                         l->min_pid = track->pid;
4068                                 if (track->pid > l->max_pid)
4069                                         l->max_pid = track->pid;
4070
4071                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4072                                                 to_cpumask(l->cpus));
4073                         }
4074                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4075                         return 1;
4076                 }
4077
4078                 if (track->addr < caddr)
4079                         end = pos;
4080                 else
4081                         start = pos;
4082         }
4083
4084         /*
4085          * Not found. Insert new tracking element.
4086          */
4087         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4088                 return 0;
4089
4090         l = t->loc + pos;
4091         if (pos < t->count)
4092                 memmove(l + 1, l,
4093                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4094         t->count++;
4095         l->count = 1;
4096         l->addr = track->addr;
4097         l->sum_time = age;
4098         l->min_time = age;
4099         l->max_time = age;
4100         l->min_pid = track->pid;
4101         l->max_pid = track->pid;
4102         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4103         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4104         nodes_clear(l->nodes);
4105         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4106         return 1;
4107 }
4108
4109 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4110                 struct page *page, enum track_item alloc,
4111                 unsigned long *map)
4112 {
4113         void *addr = page_address(page);
4114         void *p;
4115
4116         bitmap_zero(map, page->objects);
4117         get_map(s, page, map);
4118
4119         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4120                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4121                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4122 }
4123
4124 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4125                                         enum track_item alloc)
4126 {
4127         int len = 0;
4128         unsigned long i;
4129         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4130         int node;
4131         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4132                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4133
4134         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4135                                      GFP_TEMPORARY)) {
4136                 kfree(map);
4137                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4138         }
4139         /* Push back cpu slabs */
4140         flush_all(s);
4141
4142         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4143                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4144                 unsigned long flags;
4145                 struct page *page;
4146
4147                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4148                         continue;
4149
4150                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4151                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4152                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4153                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4154                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4155                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4156         }
4157
4158         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4159                 struct location *l = &t.loc[i];
4160
4161                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4162                         break;
4163                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4164
4165                 if (l->addr)
4166                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4167                 else
4168                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4169
4170                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4171                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4172                                 l->min_time,
4173                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4174                                 l->max_time);
4175                 } else
4176                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4177                                 l->min_time);
4178
4179                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4180                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4181                                 l->min_pid, l->max_pid);
4182                 else
4183                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4184                                 l->min_pid);
4185
4186                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4187                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4188                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4189                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4190                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4191                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4192                                                  to_cpumask(l->cpus));
4193                 }
4194
4195                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4196                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4197                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4198                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4199                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4200                                                   l->nodes);
4201                 }
4202
4203                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4204         }
4205
4206         free_loc_track(&t);
4207         kfree(map);
4208         if (!t.count)
4209                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4210         return len;
4211 }
4212 #endif
4213
4214 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4215 static void resiliency_test(void)
4216 {
4217         u8 *p;
4218
4219         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4220
4221         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4222         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4223         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4224
4225         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4226         p[16] = 0x12;
4227         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4228                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4229
4230         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4231
4232         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4233         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4234         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4235         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4236                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4237         printk(KERN_ERR
4238                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4239
4240         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4241         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4242         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4243         *p = 0x56;
4244         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4245                                                                         p);
4246         printk(KERN_ERR
4247                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4248         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4249
4250         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4251         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4252         kfree(p);
4253         *p = 0x78;
4254         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4255         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4256
4257         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4258         kfree(p);
4259         p[50] = 0x9a;
4260         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4261                         p);
4262         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4263
4264         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4265         kfree(p);
4266         p[512] = 0xab;
4267         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4268         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4269 }
4270 #else
4271 #ifdef CONFIG_SYSFS
4272 static void resiliency_test(void) {};
4273 #endif
4274 #endif
4275
4276 #ifdef CONFIG_SYSFS
4277 enum slab_stat_type {
4278         SL_ALL,                 /* All slabs */
4279         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4280         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4281         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4282         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4283 };
4284
4285 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4286 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4287 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4288 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4289 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4290
4291 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4292                             char *buf, unsigned long flags)
4293 {
4294         unsigned long total = 0;
4295         int node;
4296         int x;
4297         unsigned long *nodes;
4298
4299         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4300         if (!nodes)
4301                 return -ENOMEM;
4302
4303         if (flags & SO_CPU) {
4304                 int cpu;
4305
4306                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4307                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4308                                                                cpu);
4309                         int node;
4310                         struct page *page;
4311
4312                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4313                         if (!page)
4314                                 continue;
4315
4316                         node = page_to_nid(page);
4317                         if (flags & SO_TOTAL)
4318                                 x = page->objects;
4319                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4320                                 x = page->inuse;
4321                         else
4322                                 x = 1;
4323
4324                         total += x;
4325                         nodes[node] += x;
4326
4327                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4328                         if (page) {
4329                                 node = page_to_nid(page);
4330                                 if (flags & SO_TOTAL)
4331                                         WARN_ON_ONCE(1);
4332                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4333                                         WARN_ON_ONCE(1);
4334                                 else
4335                                         x = page->pages;
4336                                 total += x;
4337                                 nodes[node] += x;
4338                         }
4339                 }
4340         }
4341
4342         lock_memory_hotplug();
4343 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4344         if (flags & SO_ALL) {
4345                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4346                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4347
4348                         if (flags & SO_TOTAL)
4349                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4350                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4351                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4352                                         count_partial(n, count_free);
4353                         else
4354                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4355                         total += x;
4356                         nodes[node] += x;
4357                 }
4358
4359         } else
4360 #endif
4361         if (flags & SO_PARTIAL) {
4362                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4363                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4364
4365                         if (flags & SO_TOTAL)
4366                                 x = count_partial(n, count_total);
4367                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4368                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4369                         else
4370                                 x = n->nr_partial;
4371                         total += x;
4372                         nodes[node] += x;
4373                 }
4374         }
4375         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4376 #ifdef CONFIG_NUMA
4377         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4378                 if (nodes[node])
4379                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4380                                         node, nodes[node]);
4381 #endif
4382         unlock_memory_hotplug();
4383         kfree(nodes);
4384         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4385 }
4386
4387 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4388 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4389 {
4390         int node;
4391
4392         for_each_online_node(node) {
4393                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4394
4395                 if (!n)
4396                         continue;
4397
4398                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4399                         return 1;
4400         }
4401         return 0;
4402 }
4403 #endif
4404
4405 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4406 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4407
4408 struct slab_attribute {
4409         struct attribute attr;
4410         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4411         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4412 };
4413
4414 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4415         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4416         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4417
4418 #define SLAB_ATTR(_name) \
4419         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4420         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4421
4422 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4423 {
4424         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4425 }
4426 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4427
4428 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4429 {
4430         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4431 }
4432 SLAB_ATTR_RO(align);
4433
4434 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4435 {
4436         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4437 }
4438 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4439
4440 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4441 {
4442         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4443 }
4444 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4445
4446 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4447                                 const char *buf, size_t length)
4448 {
4449         unsigned long order;
4450         int err;
4451
4452         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4453         if (err)
4454                 return err;
4455
4456         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4457                 return -EINVAL;
4458
4459         calculate_sizes(s, order);
4460         return length;
4461 }
4462
4463 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4464 {
4465         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4466 }
4467 SLAB_ATTR(order);
4468
4469 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4470 {
4471         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4472 }
4473
4474 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4475                                  size_t length)
4476 {
4477         unsigned long min;
4478         int err;
4479
4480         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4481         if (err)
4482                 return err;
4483
4484         set_min_partial(s, min);
4485         return length;
4486 }
4487 SLAB_ATTR(min_partial);
4488
4489 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4490 {
4491         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4492 }
4493
4494 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4495                                  size_t length)
4496 {
4497         unsigned long objects;
4498         int err;
4499
4500         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4501         if (err)
4502                 return err;
4503         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4504                 return -EINVAL;
4505
4506         s->cpu_partial = objects;
4507         flush_all(s);
4508         return length;
4509 }
4510 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4511
4512 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4513 {
4514         if (!s->ctor)
4515                 return 0;
4516         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4517 }
4518 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4519
4520 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4521 {
4522         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4523 }
4524 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4525
4526 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4527 {
4528         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4529 }
4530 SLAB_ATTR_RO(partial);
4531
4532 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4533 {
4534         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4535 }
4536 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4537
4538 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4539 {
4540         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4541 }
4542 SLAB_ATTR_RO(objects);
4543
4544 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4545 {
4546         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4547 }
4548 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4549
4550 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4551 {
4552         int objects = 0;
4553         int pages = 0;
4554         int cpu;
4555         int len;
4556
4557         for_each_online_cpu(cpu) {
4558                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4559
4560                 if (page) {
4561                         pages += page->pages;
4562                         objects += page->pobjects;
4563                 }
4564         }
4565
4566         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4567
4568 #ifdef CONFIG_SMP
4569         for_each_online_cpu(cpu) {
4570                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4571
4572                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4573                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4574                                 page->pobjects, page->pages);
4575         }
4576 #endif
4577         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4578 }
4579 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4580
4581 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4582 {
4583         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4584 }
4585
4586 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4587                                 const char *buf, size_t length)
4588 {
4589         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4590         if (buf[0] == '1')
4591                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4592         return length;
4593 }
4594 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4595
4596 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4597 {
4598         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4599 }
4600 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4601
4602 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4603 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4604 {
4605         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4606 }
4607 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4608 #endif
4609
4610 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4611 {
4612         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4613 }
4614 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4615
4616 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4619 }
4620 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4621
4622 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4623 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4624 {
4625         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4626 }
4627 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4628
4629 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4630 {
4631         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4632 }
4633 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4634
4635 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4636 {
4637         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4638 }
4639
4640 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4641                                 const char *buf, size_t length)
4642 {
4643         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4644         if (buf[0] == '1') {
4645                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4646                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4647         }
4648         return length;
4649 }
4650 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4651
4652 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4653 {
4654         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4655 }
4656
4657 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4658                                                         size_t length)
4659 {
4660         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4661         if (buf[0] == '1') {
4662                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4663                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4664         }
4665         return length;
4666 }
4667 SLAB_ATTR(trace);
4668
4669 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4670 {
4671         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4672 }
4673
4674 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4675                                 const char *buf, size_t length)
4676 {
4677         if (any_slab_objects(s))
4678                 return -EBUSY;
4679
4680         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4681         if (buf[0] == '1') {
4682                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4683                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4684         }
4685         calculate_sizes(s, -1);
4686         return length;
4687 }
4688 SLAB_ATTR(red_zone);
4689
4690 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4691 {
4692         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4693 }
4694
4695 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4696                                 const char *buf, size_t length)
4697 {
4698         if (any_slab_objects(s))
4699                 return -EBUSY;
4700
4701         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4702         if (buf[0] == '1') {
4703                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4704                 s->flags |= SLAB_POISON;
4705         }
4706         calculate_sizes(s, -1);
4707         return length;
4708 }
4709 SLAB_ATTR(poison);
4710
4711 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4712 {
4713         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4714 }
4715
4716 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4717                                 const char *buf, size_t length)
4718 {
4719         if (any_slab_objects(s))
4720                 return -EBUSY;
4721
4722         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4723         if (buf[0] == '1') {
4724                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4725                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4726         }
4727         calculate_sizes(s, -1);
4728         return length;
4729 }
4730 SLAB_ATTR(store_user);
4731
4732 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4733 {
4734         return 0;
4735 }
4736
4737 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4738                         const char *buf, size_t length)
4739 {
4740         int ret = -EINVAL;
4741
4742         if (buf[0] == '1') {
4743                 ret = validate_slab_cache(s);
4744                 if (ret >= 0)
4745                         ret = length;
4746         }
4747         return ret;
4748 }
4749 SLAB_ATTR(validate);
4750
4751 static ssize_t alloc_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_ALLOC);
4756 }
4757 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4758
4759 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4760 {
4761         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4762                 return -ENOSYS;
4763         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4764 }
4765 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4766 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4767
4768 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4769 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4770 {
4771         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4772 }
4773
4774 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4775                                                         size_t length)
4776 {
4777         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4778         if (buf[0] == '1')
4779                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4780         return length;
4781 }
4782 SLAB_ATTR(failslab);
4783 #endif
4784
4785 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4786 {
4787         return 0;
4788 }
4789
4790 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4791                         const char *buf, size_t length)
4792 {
4793         if (buf[0] == '1') {
4794                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4795
4796                 if (rc)
4797                         return rc;
4798         } else
4799                 return -EINVAL;
4800         return length;
4801 }
4802 SLAB_ATTR(shrink);
4803
4804 #ifdef CONFIG_NUMA
4805 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4806 {
4807         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4808 }
4809
4810 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4811                                 const char *buf, size_t length)
4812 {
4813         unsigned long ratio;
4814         int err;
4815
4816         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4817         if (err)
4818                 return err;
4819
4820         if (ratio <= 100)
4821                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4822
4823         return length;
4824 }
4825 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4826 #endif
4827
4828 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4829 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4830 {
4831         unsigned long sum  = 0;
4832         int cpu;
4833         int len;
4834         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4835
4836         if (!data)
4837                 return -ENOMEM;
4838
4839         for_each_online_cpu(cpu) {
4840                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4841
4842                 data[cpu] = x;
4843                 sum += x;
4844         }
4845
4846         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4847
4848 #ifdef CONFIG_SMP
4849         for_each_online_cpu(cpu) {
4850                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4851                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4852         }
4853 #endif
4854         kfree(data);
4855         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4856 }
4857
4858 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4859 {
4860         int cpu;
4861
4862         for_each_online_cpu(cpu)
4863                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4864 }
4865
4866 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4867 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4868 {                                                               \
4869         return show_stat(s, buf, si);                           \
4870 }                                                               \
4871 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4872                                 const char *buf, size_t length) \
4873 {                                                               \
4874         if (buf[0] != '0')                                      \
4875                 return -EINVAL;                                 \
4876         clear_stat(s, si);                                      \
4877         return length;                                          \
4878 }                                                               \
4879 SLAB_ATTR(text);                                                \
4880
4881 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4882 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4883 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4884 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4885 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4886 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4887 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4888 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4889 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4890 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4891 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4892 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4893 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4894 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4895 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4896 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4897 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4898 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4899 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4900 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4901 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4902 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4903 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4904 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4905 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4906 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4907 #endif
4908
4909 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4910         &slab_size_attr.attr,
4911         &object_size_attr.attr,
4912         &objs_per_slab_attr.attr,
4913         &order_attr.attr,
4914         &min_partial_attr.attr,
4915         &cpu_partial_attr.attr,
4916         &objects_attr.attr,
4917         &objects_partial_attr.attr,
4918         &partial_attr.attr,
4919         &cpu_slabs_attr.attr,
4920         &ctor_attr.attr,
4921         &aliases_attr.attr,
4922         &align_attr.attr,
4923         &hwcache_align_attr.attr,
4924         &reclaim_account_attr.attr,
4925         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4926         &shrink_attr.attr,
4927         &reserved_attr.attr,
4928         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4929 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4930         &total_objects_attr.attr,
4931         &slabs_attr.attr,
4932         &sanity_checks_attr.attr,
4933         &trace_attr.attr,
4934         &red_zone_attr.attr,
4935         &poison_attr.attr,
4936         &store_user_attr.attr,
4937         &validate_attr.attr,
4938         &alloc_calls_attr.attr,
4939         &free_calls_attr.attr,
4940 #endif
4941 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4942         &cache_dma_attr.attr,
4943 #endif
4944 #ifdef CONFIG_NUMA
4945         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4946 #endif
4947 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4948         &alloc_fastpath_attr.attr,
4949         &alloc_slowpath_attr.attr,
4950         &free_fastpath_attr.attr,
4951         &free_slowpath_attr.attr,
4952         &free_frozen_attr.attr,
4953         &free_add_partial_attr.attr,
4954         &free_remove_partial_attr.attr,
4955         &alloc_from_partial_attr.attr,
4956         &alloc_slab_attr.attr,
4957         &alloc_refill_attr.attr,
4958         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4959         &free_slab_attr.attr,
4960         &cpuslab_flush_attr.attr,
4961         &deactivate_full_attr.attr,
4962         &deactivate_empty_attr.attr,
4963         &deactivate_to_head_attr.attr,
4964         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4965         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4966         &deactivate_bypass_attr.attr,
4967         &order_fallback_attr.attr,
4968         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4969         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4970         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4971         &cpu_partial_free_attr.attr,
4972         &cpu_partial_node_attr.attr,
4973         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4974 #endif
4975 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4976         &failslab_attr.attr,
4977 #endif
4978
4979         NULL
4980 };
4981
4982 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4983         .attrs = slab_attrs,
4984 };
4985
4986 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4987                                 struct attribute *attr,
4988                                 char *buf)
4989 {
4990         struct slab_attribute *attribute;
4991         struct kmem_cache *s;
4992         int err;
4993
4994         attribute = to_slab_attr(attr);
4995         s = to_slab(kobj);
4996
4997         if (!attribute->show)
4998                 return -EIO;
4999
5000         err = attribute->show(s, buf);
5001
5002         return err;
5003 }
5004
5005 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5006                                 struct attribute *attr,
5007                                 const char *buf, size_t len)
5008 {
5009         struct slab_attribute *attribute;
5010         struct kmem_cache *s;
5011         int err;
5012
5013         attribute = to_slab_attr(attr);
5014         s = to_slab(kobj);
5015
5016         if (!attribute->store)
5017                 return -EIO;
5018
5019         err = attribute->store(s, buf, len);
5020 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5021         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5022                 int i;
5023
5024                 mutex_lock(&slab_mutex);
5025                 if (s->max_attr_size < len)
5026                         s->max_attr_size = len;
5027
5028                 /*
5029                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5030                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5031                  * basically because not all attributes will have a well
5032                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5033                  * have permanent effects.
5034                  *
5035                  * Returning the error value of any of the children that fail
5036                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5037                  * error code won't be able to know anything about the state of
5038                  * the cache.
5039                  *
5040                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5041                  * has well defined semantics. The cache being written to
5042                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5043                  * through the descendants with best-effort propagation.
5044                  */
5045                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5046                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
5047                         if (c)
5048                                 attribute->store(c, buf, len);
5049                 }
5050                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5051         }
5052 #endif
5053         return err;
5054 }
5055
5056 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5057 {
5058 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5059         int i;
5060         char *buffer = NULL;
5061
5062         if (!is_root_cache(s))
5063                 return;
5064
5065         /*
5066          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5067          * in copying default values around
5068          */
5069         if (!s->max_attr_size)
5070                 return;
5071
5072         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5073                 char mbuf[64];
5074                 char *buf;
5075                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5076
5077                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5078                         continue;
5079
5080                 /*
5081                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5082                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5083                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5084                  *
5085                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5086                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5087                  * theoretically happen.
5088                  */
5089                 if (buffer)
5090                         buf = buffer;
5091                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5092                         buf = mbuf;
5093                 else {
5094                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5095                         if (WARN_ON(!buffer))
5096                                 continue;
5097                         buf = buffer;
5098                 }
5099
5100                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5101                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5102         }
5103
5104         if (buffer)
5105                 free_page((unsigned long)buffer);
5106 #endif
5107 }
5108
5109 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5110         .show = slab_attr_show,
5111         .store = slab_attr_store,
5112 };
5113
5114 static struct kobj_type slab_ktype = {
5115         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5116 };
5117
5118 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5119 {
5120         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5121
5122         if (ktype == &slab_ktype)
5123                 return 1;
5124         return 0;
5125 }
5126
5127 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5128         .filter = uevent_filter,
5129 };
5130
5131 static struct kset *slab_kset;
5132
5133 #define ID_STR_LENGTH 64
5134
5135 /* Create a unique string id for a slab cache:
5136  *
5137  * Format       :[flags-]size
5138  */
5139 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5140 {
5141         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5142         char *p = name;
5143
5144         BUG_ON(!name);
5145
5146         *p++ = ':';
5147         /*
5148          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5149          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5150          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5151          * are matched during merging to guarantee that the id is
5152          * unique.
5153          */
5154         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5155                 *p++ = 'd';
5156         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5157                 *p++ = 'a';
5158         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5159                 *p++ = 'F';
5160         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5161                 *p++ = 't';
5162         if (p != name + 1)
5163                 *p++ = '-';
5164         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5165
5166 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5167         if (!is_root_cache(s))
5168                 p += sprintf(p, "-%08d",
5169                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5170 #endif
5171
5172         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5173         return name;
5174 }
5175
5176 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5177 {
5178         int err;
5179         const char *name;
5180         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5181
5182         if (unmergeable) {
5183                 /*
5184                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5185                  * This is typically the case for debug situations. In that
5186                  * case we can catch duplicate names easily.
5187                  */
5188                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5189                 name = s->name;
5190         } else {
5191                 /*
5192                  * Create a unique name for the slab as a target
5193                  * for the symlinks.
5194                  */
5195                 name = create_unique_id(s);
5196         }
5197
5198         s->kobj.kset = slab_kset;
5199         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5200         if (err) {
5201                 kobject_put(&s->kobj);
5202                 return err;
5203         }
5204
5205         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5206         if (err) {
5207                 kobject_del(&s->kobj);
5208                 kobject_put(&s->kobj);
5209                 return err;
5210         }
5211         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5212         if (!unmergeable) {
5213                 /* Setup first alias */
5214                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5215                 kfree(name);
5216         }
5217         return 0;
5218 }
5219
5220 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5221 {
5222         if (slab_state < FULL)
5223                 /*
5224                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5225                  * cache from sysfs.
5226                  */
5227                 return;
5228
5229         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5230         kobject_del(&s->kobj);
5231         kobject_put(&s->kobj);
5232 }
5233
5234 /*
5235  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5236  * available lest we lose that information.
5237  */
5238 struct saved_alias {
5239         struct kmem_cache *s;
5240         const char *name;
5241         struct saved_alias *next;
5242 };
5243
5244 static struct saved_alias *alias_list;
5245
5246 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5247 {
5248         struct saved_alias *al;
5249
5250         if (slab_state == FULL) {
5251                 /*
5252                  * If we have a leftover link then remove it.
5253                  */
5254                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5255                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5256         }
5257
5258         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5259         if (!al)
5260                 return -ENOMEM;
5261
5262         al->s = s;
5263         al->name = name;
5264         al->next = alias_list;
5265         alias_list = al;
5266         return 0;
5267 }
5268
5269 static int __init slab_sysfs_init(void)
5270 {
5271         struct kmem_cache *s;
5272         int err;
5273
5274         mutex_lock(&slab_mutex);
5275
5276         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5277         if (!slab_kset) {
5278                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5279                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5280                 return -ENOSYS;
5281         }
5282
5283         slab_state = FULL;
5284
5285         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5286                 err = sysfs_slab_add(s);
5287                 if (err)
5288                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5289                                                 " to sysfs\n", s->name);
5290         }
5291
5292         while (alias_list) {
5293                 struct saved_alias *al = alias_list;
5294
5295                 alias_list = alias_list->next;
5296                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5297                 if (err)
5298                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5299                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5300                 kfree(al);
5301         }
5302
5303         mutex_unlock(&slab_mutex);
5304         resiliency_test();
5305         return 0;
5306 }
5307
5308 __initcall(slab_sysfs_init);
5309 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5310
5311 /*
5312  * The /proc/slabinfo ABI
5313  */
5314 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5315 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5316 {
5317         unsigned long nr_slabs = 0;
5318         unsigned long nr_objs = 0;
5319         unsigned long nr_free = 0;
5320         int node;
5321
5322         for_each_online_node(node) {
5323                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5324
5325                 if (!n)
5326                         continue;
5327
5328                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5329                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5330                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5331         }
5332
5333         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5334         sinfo->num_objs = nr_objs;
5335         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5336         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5337         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5338         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5339 }
5340
5341 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5342 {
5343 }
5344
5345 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5346                        size_t count, loff_t *ppos)
5347 {
5348         return -EIO;
5349 }
5350 #endif /* CONFIG_SLABINFO */