Merge tag 'v3.14-rc1' into patchwork
[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         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1008
1009         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1010                 return;
1011
1012         list_add(&page->lru, &n->full);
1013 }
1014
1015 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1016 {
1017         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1018
1019         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1020                 return;
1021
1022         list_del(&page->lru);
1023 }
1024
1025 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1026 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1027 {
1028         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1029
1030         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1031 }
1032
1033 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1034 {
1035         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1036 }
1037
1038 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1039 {
1040         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1041
1042         /*
1043          * May be called early in order to allocate a slab for the
1044          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1045          * dilemma by deferring the increment of the count during
1046          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1047          */
1048         if (likely(n)) {
1049                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1050                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1051         }
1052 }
1053 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1054 {
1055         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1056
1057         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1058         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1059 }
1060
1061 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1062 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1063                                                                 void *object)
1064 {
1065         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1066                 return;
1067
1068         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1069         init_tracking(s, object);
1070 }
1071
1072 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1073                                         struct page *page,
1074                                         void *object, unsigned long addr)
1075 {
1076         if (!check_slab(s, page))
1077                 goto bad;
1078
1079         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1080                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1081                 goto bad;
1082         }
1083
1084         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1085                 goto bad;
1086
1087         /* Success perform special debug activities for allocs */
1088         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1089                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1090         trace(s, page, object, 1);
1091         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1092         return 1;
1093
1094 bad:
1095         if (PageSlab(page)) {
1096                 /*
1097                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1098                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1099                  * as used avoids touching the remaining objects.
1100                  */
1101                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1102                 page->inuse = page->objects;
1103                 page->freelist = NULL;
1104         }
1105         return 0;
1106 }
1107
1108 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1109         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1110         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1111 {
1112         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1113
1114         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1115         slab_lock(page);
1116
1117         if (!check_slab(s, page))
1118                 goto fail;
1119
1120         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1121                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1122                 goto fail;
1123         }
1124
1125         if (on_freelist(s, page, object)) {
1126                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1127                 goto fail;
1128         }
1129
1130         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1131                 goto out;
1132
1133         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1134                 if (!PageSlab(page)) {
1135                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1136                                 "outside of slab", object);
1137                 } else if (!page->slab_cache) {
1138                         printk(KERN_ERR
1139                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1140                                                 object);
1141                         dump_stack();
1142                 } else
1143                         object_err(s, page, object,
1144                                         "page slab pointer corrupt.");
1145                 goto fail;
1146         }
1147
1148         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1149                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1150         trace(s, page, object, 0);
1151         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1152 out:
1153         slab_unlock(page);
1154         /*
1155          * Keep node_lock to preserve integrity
1156          * until the object is actually freed
1157          */
1158         return n;
1159
1160 fail:
1161         slab_unlock(page);
1162         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1163         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1164         return NULL;
1165 }
1166
1167 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1168 {
1169         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1170         if (*str++ != '=' || !*str)
1171                 /*
1172                  * No options specified. Switch on full debugging.
1173                  */
1174                 goto out;
1175
1176         if (*str == ',')
1177                 /*
1178                  * No options but restriction on slabs. This means full
1179                  * debugging for slabs matching a pattern.
1180                  */
1181                 goto check_slabs;
1182
1183         if (tolower(*str) == 'o') {
1184                 /*
1185                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1186                  * would increase as a result.
1187                  */
1188                 disable_higher_order_debug = 1;
1189                 goto out;
1190         }
1191
1192         slub_debug = 0;
1193         if (*str == '-')
1194                 /*
1195                  * Switch off all debugging measures.
1196                  */
1197                 goto out;
1198
1199         /*
1200          * Determine which debug features should be switched on
1201          */
1202         for (; *str && *str != ','; str++) {
1203                 switch (tolower(*str)) {
1204                 case 'f':
1205                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1206                         break;
1207                 case 'z':
1208                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1209                         break;
1210                 case 'p':
1211                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1212                         break;
1213                 case 'u':
1214                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1215                         break;
1216                 case 't':
1217                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1218                         break;
1219                 case 'a':
1220                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1221                         break;
1222                 default:
1223                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1224                                 "unknown. skipped\n", *str);
1225                 }
1226         }
1227
1228 check_slabs:
1229         if (*str == ',')
1230                 slub_debug_slabs = str + 1;
1231 out:
1232         return 1;
1233 }
1234
1235 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1236
1237 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1238         unsigned long flags, const char *name,
1239         void (*ctor)(void *))
1240 {
1241         /*
1242          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1243          */
1244         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1245                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1246                 flags |= slub_debug;
1247
1248         return flags;
1249 }
1250 #else
1251 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1252                         struct page *page, void *object) {}
1253
1254 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1255         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1256
1257 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1258         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1259         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1260
1261 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1262                         { return 1; }
1263 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1264                         void *object, u8 val) { return 1; }
1265 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1266                                         struct page *page) {}
1267 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1268                                         struct page *page) {}
1269 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1270         unsigned long flags, const char *name,
1271         void (*ctor)(void *))
1272 {
1273         return flags;
1274 }
1275 #define slub_debug 0
1276
1277 #define disable_higher_order_debug 0
1278
1279 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1280                                                         { return 0; }
1281 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1282                                                         { return 0; }
1283 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1284                                                         int objects) {}
1285 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1286                                                         int objects) {}
1287
1288 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1289 {
1290         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1291 }
1292
1293 static inline void kfree_hook(const void *x)
1294 {
1295         kmemleak_free(x);
1296 }
1297
1298 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1299                                                         { return 0; }
1300
1301 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1302                 void *object)
1303 {
1304         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags,
1305                 flags & gfp_allowed_mask);
1306 }
1307
1308 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1309 {
1310         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1311 }
1312
1313 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1314
1315 /*
1316  * Slab allocation and freeing
1317  */
1318 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1319                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1320 {
1321         int order = oo_order(oo);
1322
1323         flags |= __GFP_NOTRACK;
1324
1325         if (node == NUMA_NO_NODE)
1326                 return alloc_pages(flags, order);
1327         else
1328                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1329 }
1330
1331 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1332 {
1333         struct page *page;
1334         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1335         gfp_t alloc_gfp;
1336
1337         flags &= gfp_allowed_mask;
1338
1339         if (flags & __GFP_WAIT)
1340                 local_irq_enable();
1341
1342         flags |= s->allocflags;
1343
1344         /*
1345          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1346          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1347          */
1348         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1349
1350         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1351         if (unlikely(!page)) {
1352                 oo = s->min;
1353                 /*
1354                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1355                  * Try a lower order alloc if possible
1356                  */
1357                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1358
1359                 if (page)
1360                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1361         }
1362
1363         if (kmemcheck_enabled && page
1364                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1365                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1366
1367                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1368
1369                 /*
1370                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1371                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1372                  */
1373                 if (s->ctor)
1374                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1375                 else
1376                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1377         }
1378
1379         if (flags & __GFP_WAIT)
1380                 local_irq_disable();
1381         if (!page)
1382                 return NULL;
1383
1384         page->objects = oo_objects(oo);
1385         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1386                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1387                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1388                 1 << oo_order(oo));
1389
1390         return page;
1391 }
1392
1393 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1394                                 void *object)
1395 {
1396         setup_object_debug(s, page, object);
1397         if (unlikely(s->ctor))
1398                 s->ctor(object);
1399 }
1400
1401 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1402 {
1403         struct page *page;
1404         void *start;
1405         void *last;
1406         void *p;
1407         int order;
1408
1409         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1410
1411         page = allocate_slab(s,
1412                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1413         if (!page)
1414                 goto out;
1415
1416         order = compound_order(page);
1417         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1418         memcg_bind_pages(s, order);
1419         page->slab_cache = s;
1420         __SetPageSlab(page);
1421         if (page->pfmemalloc)
1422                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1423
1424         start = page_address(page);
1425
1426         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1427                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1428
1429         last = start;
1430         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1431                 setup_object(s, page, last);
1432                 set_freepointer(s, last, p);
1433                 last = p;
1434         }
1435         setup_object(s, page, last);
1436         set_freepointer(s, last, NULL);
1437
1438         page->freelist = start;
1439         page->inuse = page->objects;
1440         page->frozen = 1;
1441 out:
1442         return page;
1443 }
1444
1445 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1446 {
1447         int order = compound_order(page);
1448         int pages = 1 << order;
1449
1450         if (kmem_cache_debug(s)) {
1451                 void *p;
1452
1453                 slab_pad_check(s, page);
1454                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1455                                                 page->objects)
1456                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1457         }
1458
1459         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1460
1461         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1462                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1463                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1464                 -pages);
1465
1466         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1467         __ClearPageSlab(page);
1468
1469         memcg_release_pages(s, order);
1470         page_mapcount_reset(page);
1471         if (current->reclaim_state)
1472                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1473         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1474 }
1475
1476 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1477         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1478
1479 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1480 {
1481         struct page *page;
1482
1483         if (need_reserve_slab_rcu)
1484                 page = virt_to_head_page(h);
1485         else
1486                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1487
1488         __free_slab(page->slab_cache, page);
1489 }
1490
1491 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1492 {
1493         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1494                 struct rcu_head *head;
1495
1496                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1497                         int order = compound_order(page);
1498                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1499
1500                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1501                         head = page_address(page) + offset;
1502                 } else {
1503                         /*
1504                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1505                          */
1506                         head = (void *)&page->lru;
1507                 }
1508
1509                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1510         } else
1511                 __free_slab(s, page);
1512 }
1513
1514 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1515 {
1516         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1517         free_slab(s, page);
1518 }
1519
1520 /*
1521  * Management of partially allocated slabs.
1522  */
1523 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1524                                 struct page *page, int tail)
1525 {
1526         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1527
1528         n->nr_partial++;
1529         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1530                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1531         else
1532                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1533 }
1534
1535 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1536                                         struct page *page)
1537 {
1538         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1539
1540         list_del(&page->lru);
1541         n->nr_partial--;
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1546  * return the pointer to the freelist.
1547  *
1548  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1549  */
1550 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1551                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1552                 int mode, int *objects)
1553 {
1554         void *freelist;
1555         unsigned long counters;
1556         struct page new;
1557
1558         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1559
1560         /*
1561          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1562          * The old freelist is the list of objects for the
1563          * per cpu allocation list.
1564          */
1565         freelist = page->freelist;
1566         counters = page->counters;
1567         new.counters = counters;
1568         *objects = new.objects - new.inuse;
1569         if (mode) {
1570                 new.inuse = page->objects;
1571                 new.freelist = NULL;
1572         } else {
1573                 new.freelist = freelist;
1574         }
1575
1576         VM_BUG_ON(new.frozen);
1577         new.frozen = 1;
1578
1579         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1580                         freelist, counters,
1581                         new.freelist, new.counters,
1582                         "acquire_slab"))
1583                 return NULL;
1584
1585         remove_partial(n, page);
1586         WARN_ON(!freelist);
1587         return freelist;
1588 }
1589
1590 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1591 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1592
1593 /*
1594  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1595  */
1596 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1597                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1598 {
1599         struct page *page, *page2;
1600         void *object = NULL;
1601         int available = 0;
1602         int objects;
1603
1604         /*
1605          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1606          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1607          * partial slab and there is none available then get_partials()
1608          * will return NULL.
1609          */
1610         if (!n || !n->nr_partial)
1611                 return NULL;
1612
1613         spin_lock(&n->list_lock);
1614         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1615                 void *t;
1616
1617                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1618                         continue;
1619
1620                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1621                 if (!t)
1622                         break;
1623
1624                 available += objects;
1625                 if (!object) {
1626                         c->page = page;
1627                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1628                         object = t;
1629                 } else {
1630                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1631                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1632                 }
1633                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1634                         || available > s->cpu_partial / 2)
1635                         break;
1636
1637         }
1638         spin_unlock(&n->list_lock);
1639         return object;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1644  */
1645 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1646                 struct kmem_cache_cpu *c)
1647 {
1648 #ifdef CONFIG_NUMA
1649         struct zonelist *zonelist;
1650         struct zoneref *z;
1651         struct zone *zone;
1652         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1653         void *object;
1654         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1655
1656         /*
1657          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1658          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1659          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1660          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1661          *
1662          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1663          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1664          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1665          * from other nodes and filled up.
1666          *
1667          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1668          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1669          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1670          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1671          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1672          * with available objects.
1673          */
1674         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1675                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1676                 return NULL;
1677
1678         do {
1679                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1680                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1681                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1682                         struct kmem_cache_node *n;
1683
1684                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1685
1686                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1687                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1688                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1689                                 if (object) {
1690                                         /*
1691                                          * Return the object even if
1692                                          * put_mems_allowed indicated that
1693                                          * the cpuset mems_allowed was
1694                                          * updated in parallel. It's a
1695                                          * harmless race between the alloc
1696                                          * and the cpuset update.
1697                                          */
1698                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1699                                         return object;
1700                                 }
1701                         }
1702                 }
1703         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1704 #endif
1705         return NULL;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Get a partial page, lock it and return it.
1710  */
1711 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1712                 struct kmem_cache_cpu *c)
1713 {
1714         void *object;
1715         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1716
1717         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1718         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1719                 return object;
1720
1721         return get_any_partial(s, flags, c);
1722 }
1723
1724 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1725 /*
1726  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1727  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1728  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1729  */
1730 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1731 #else
1732 /*
1733  * No preemption supported therefore also no need to check for
1734  * different cpus.
1735  */
1736 #define TID_STEP 1
1737 #endif
1738
1739 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1740 {
1741         return tid + TID_STEP;
1742 }
1743
1744 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1745 {
1746         return tid % TID_STEP;
1747 }
1748
1749 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1750 {
1751         return tid / TID_STEP;
1752 }
1753
1754 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1755 {
1756         return cpu;
1757 }
1758
1759 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1760                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1761 {
1762 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1763         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1764
1765         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1766
1767 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1768         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1769                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1770                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1771         else
1772 #endif
1773         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1774                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1775                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1776         else
1777                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1778                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1779 #endif
1780         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1781 }
1782
1783 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1784 {
1785         int cpu;
1786
1787         for_each_possible_cpu(cpu)
1788                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1789 }
1790
1791 /*
1792  * Remove the cpu slab
1793  */
1794 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1795                                 void *freelist)
1796 {
1797         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1798         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1799         int lock = 0;
1800         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1801         void *nextfree;
1802         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1803         struct page new;
1804         struct page old;
1805
1806         if (page->freelist) {
1807                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1808                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1809         }
1810
1811         /*
1812          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1813          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1814          * last one.
1815          *
1816          * There is no need to take the list->lock because the page
1817          * is still frozen.
1818          */
1819         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1820                 void *prior;
1821                 unsigned long counters;
1822
1823                 do {
1824                         prior = page->freelist;
1825                         counters = page->counters;
1826                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1827                         new.counters = counters;
1828                         new.inuse--;
1829                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1830
1831                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1832                         prior, counters,
1833                         freelist, new.counters,
1834                         "drain percpu freelist"));
1835
1836                 freelist = nextfree;
1837         }
1838
1839         /*
1840          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1841          * list presence reflects the actual number of objects
1842          * during unfreeze.
1843          *
1844          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1845          * with the count. If there is a mismatch then the page
1846          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1847          *
1848          * Then we restart the process which may have to remove
1849          * the page from the list that we just put it on again
1850          * because the number of objects in the slab may have
1851          * changed.
1852          */
1853 redo:
1854
1855         old.freelist = page->freelist;
1856         old.counters = page->counters;
1857         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1858
1859         /* Determine target state of the slab */
1860         new.counters = old.counters;
1861         if (freelist) {
1862                 new.inuse--;
1863                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1864                 new.freelist = freelist;
1865         } else
1866                 new.freelist = old.freelist;
1867
1868         new.frozen = 0;
1869
1870         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1871                 m = M_FREE;
1872         else if (new.freelist) {
1873                 m = M_PARTIAL;
1874                 if (!lock) {
1875                         lock = 1;
1876                         /*
1877                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1878                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1879                          * is frozen
1880                          */
1881                         spin_lock(&n->list_lock);
1882                 }
1883         } else {
1884                 m = M_FULL;
1885                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1886                         lock = 1;
1887                         /*
1888                          * This also ensures that the scanning of full
1889                          * slabs from diagnostic functions will not see
1890                          * any frozen slabs.
1891                          */
1892                         spin_lock(&n->list_lock);
1893                 }
1894         }
1895
1896         if (l != m) {
1897
1898                 if (l == M_PARTIAL)
1899
1900                         remove_partial(n, page);
1901
1902                 else if (l == M_FULL)
1903
1904                         remove_full(s, n, page);
1905
1906                 if (m == M_PARTIAL) {
1907
1908                         add_partial(n, page, tail);
1909                         stat(s, tail);
1910
1911                 } else if (m == M_FULL) {
1912
1913                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1914                         add_full(s, n, page);
1915
1916                 }
1917         }
1918
1919         l = m;
1920         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1921                                 old.freelist, old.counters,
1922                                 new.freelist, new.counters,
1923                                 "unfreezing slab"))
1924                 goto redo;
1925
1926         if (lock)
1927                 spin_unlock(&n->list_lock);
1928
1929         if (m == M_FREE) {
1930                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1931                 discard_slab(s, page);
1932                 stat(s, FREE_SLAB);
1933         }
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1938  *
1939  * This function must be called with interrupts disabled
1940  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1941  * to guarantee no concurrent accesses).
1942  */
1943 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1944                 struct kmem_cache_cpu *c)
1945 {
1946 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1947         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1948         struct page *page, *discard_page = NULL;
1949
1950         while ((page = c->partial)) {
1951                 struct page new;
1952                 struct page old;
1953
1954                 c->partial = page->next;
1955
1956                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1957                 if (n != n2) {
1958                         if (n)
1959                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1960
1961                         n = n2;
1962                         spin_lock(&n->list_lock);
1963                 }
1964
1965                 do {
1966
1967                         old.freelist = page->freelist;
1968                         old.counters = page->counters;
1969                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1970
1971                         new.counters = old.counters;
1972                         new.freelist = old.freelist;
1973
1974                         new.frozen = 0;
1975
1976                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1977                                 old.freelist, old.counters,
1978                                 new.freelist, new.counters,
1979                                 "unfreezing slab"));
1980
1981                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1982                         page->next = discard_page;
1983                         discard_page = page;
1984                 } else {
1985                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1986                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1987                 }
1988         }
1989
1990         if (n)
1991                 spin_unlock(&n->list_lock);
1992
1993         while (discard_page) {
1994                 page = discard_page;
1995                 discard_page = discard_page->next;
1996
1997                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1998                 discard_slab(s, page);
1999                 stat(s, FREE_SLAB);
2000         }
2001 #endif
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2006  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2007  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2008  * onto a random cpus partial slot.
2009  *
2010  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2011  * per node partial list.
2012  */
2013 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2014 {
2015 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2016         struct page *oldpage;
2017         int pages;
2018         int pobjects;
2019
2020         do {
2021                 pages = 0;
2022                 pobjects = 0;
2023                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2024
2025                 if (oldpage) {
2026                         pobjects = oldpage->pobjects;
2027                         pages = oldpage->pages;
2028                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2029                                 unsigned long flags;
2030                                 /*
2031                                  * partial array is full. Move the existing
2032                                  * set to the per node partial list.
2033                                  */
2034                                 local_irq_save(flags);
2035                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2036                                 local_irq_restore(flags);
2037                                 oldpage = NULL;
2038                                 pobjects = 0;
2039                                 pages = 0;
2040                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2041                         }
2042                 }
2043
2044                 pages++;
2045                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2046
2047                 page->pages = pages;
2048                 page->pobjects = pobjects;
2049                 page->next = oldpage;
2050
2051         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2052                                                                 != oldpage);
2053 #endif
2054 }
2055
2056 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2057 {
2058         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2059         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2060
2061         c->tid = next_tid(c->tid);
2062         c->page = NULL;
2063         c->freelist = NULL;
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Flush cpu slab.
2068  *
2069  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2070  */
2071 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2072 {
2073         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2074
2075         if (likely(c)) {
2076                 if (c->page)
2077                         flush_slab(s, c);
2078
2079                 unfreeze_partials(s, c);
2080         }
2081 }
2082
2083 static void flush_cpu_slab(void *d)
2084 {
2085         struct kmem_cache *s = d;
2086
2087         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2088 }
2089
2090 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2091 {
2092         struct kmem_cache *s = info;
2093         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2094
2095         return c->page || c->partial;
2096 }
2097
2098 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2099 {
2100         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2105  * locality expectations.
2106  */
2107 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2108 {
2109 #ifdef CONFIG_NUMA
2110         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2111                 return 0;
2112 #endif
2113         return 1;
2114 }
2115
2116 static int count_free(struct page *page)
2117 {
2118         return page->objects - page->inuse;
2119 }
2120
2121 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2122                                         int (*get_count)(struct page *))
2123 {
2124         unsigned long flags;
2125         unsigned long x = 0;
2126         struct page *page;
2127
2128         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2129         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2130                 x += get_count(page);
2131         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2132         return x;
2133 }
2134
2135 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2136 {
2137 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2138         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2139 #else
2140         return 0;
2141 #endif
2142 }
2143
2144 static noinline void
2145 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2146 {
2147         int node;
2148
2149         printk(KERN_WARNING
2150                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2151                 nid, gfpflags);
2152         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2153                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2154                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2155
2156         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2157                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2158                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2159
2160         for_each_online_node(node) {
2161                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2162                 unsigned long nr_slabs;
2163                 unsigned long nr_objs;
2164                 unsigned long nr_free;
2165
2166                 if (!n)
2167                         continue;
2168
2169                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2170                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2171                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2172
2173                 printk(KERN_WARNING
2174                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2175                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2176         }
2177 }
2178
2179 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2180                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2181 {
2182         void *freelist;
2183         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2184         struct page *page;
2185
2186         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2187
2188         if (freelist)
2189                 return freelist;
2190
2191         page = new_slab(s, flags, node);
2192         if (page) {
2193                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2194                 if (c->page)
2195                         flush_slab(s, c);
2196
2197                 /*
2198                  * No other reference to the page yet so we can
2199                  * muck around with it freely without cmpxchg
2200                  */
2201                 freelist = page->freelist;
2202                 page->freelist = NULL;
2203
2204                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2205                 c->page = page;
2206                 *pc = c;
2207         } else
2208                 freelist = NULL;
2209
2210         return freelist;
2211 }
2212
2213 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2214 {
2215         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2216                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2217
2218         return true;
2219 }
2220
2221 /*
2222  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2223  * per cpu freelist or deactivate the page.
2224  *
2225  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2226  *
2227  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2228  *
2229  * This function must be called with interrupt disabled.
2230  */
2231 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2232 {
2233         struct page new;
2234         unsigned long counters;
2235         void *freelist;
2236
2237         do {
2238                 freelist = page->freelist;
2239                 counters = page->counters;
2240
2241                 new.counters = counters;
2242                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2243
2244                 new.inuse = page->objects;
2245                 new.frozen = freelist != NULL;
2246
2247         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2248                 freelist, counters,
2249                 NULL, new.counters,
2250                 "get_freelist"));
2251
2252         return freelist;
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2257  * debugging duties.
2258  *
2259  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2260  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2261  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2262  *
2263  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2264  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2265  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2266  *
2267  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2268  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2269  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2270  */
2271 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2272                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2273 {
2274         void *freelist;
2275         struct page *page;
2276         unsigned long flags;
2277
2278         local_irq_save(flags);
2279 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2280         /*
2281          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2282          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2283          * pointer.
2284          */
2285         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2286 #endif
2287
2288         page = c->page;
2289         if (!page)
2290                 goto new_slab;
2291 redo:
2292
2293         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2294                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2295                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2296                 c->page = NULL;
2297                 c->freelist = NULL;
2298                 goto new_slab;
2299         }
2300
2301         /*
2302          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2303          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2304          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2305          */
2306         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2307                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2308                 c->page = NULL;
2309                 c->freelist = NULL;
2310                 goto new_slab;
2311         }
2312
2313         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2314         freelist = c->freelist;
2315         if (freelist)
2316                 goto load_freelist;
2317
2318         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2319
2320         freelist = get_freelist(s, page);
2321
2322         if (!freelist) {
2323                 c->page = NULL;
2324                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2325                 goto new_slab;
2326         }
2327
2328         stat(s, ALLOC_REFILL);
2329
2330 load_freelist:
2331         /*
2332          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2333          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2334          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2335          */
2336         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2337         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2338         c->tid = next_tid(c->tid);
2339         local_irq_restore(flags);
2340         return freelist;
2341
2342 new_slab:
2343
2344         if (c->partial) {
2345                 page = c->page = c->partial;
2346                 c->partial = page->next;
2347                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2348                 c->freelist = NULL;
2349                 goto redo;
2350         }
2351
2352         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2353
2354         if (unlikely(!freelist)) {
2355                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2356                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2357
2358                 local_irq_restore(flags);
2359                 return NULL;
2360         }
2361
2362         page = c->page;
2363         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2364                 goto load_freelist;
2365
2366         /* Only entered in the debug case */
2367         if (kmem_cache_debug(s) &&
2368                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2369                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2370
2371         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2372         c->page = NULL;
2373         c->freelist = NULL;
2374         local_irq_restore(flags);
2375         return freelist;
2376 }
2377
2378 /*
2379  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2380  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2381  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2382  *
2383  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2384  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2385  *
2386  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2387  */
2388 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2389                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2390 {
2391         void **object;
2392         struct kmem_cache_cpu *c;
2393         struct page *page;
2394         unsigned long tid;
2395
2396         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2397                 return NULL;
2398
2399         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2400 redo:
2401         /*
2402          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2403          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2404          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2405          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2406          *
2407          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2408          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2409          * on a different processor between the determination of the pointer
2410          * and the retrieval of the tid.
2411          */
2412         preempt_disable();
2413         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2414
2415         /*
2416          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2417          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2418          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2419          * linked list in between.
2420          */
2421         tid = c->tid;
2422         preempt_enable();
2423
2424         object = c->freelist;
2425         page = c->page;
2426         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2427                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2428
2429         else {
2430                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2431
2432                 /*
2433                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2434                  * operation and if we are on the right processor.
2435                  *
2436                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2437                  * semantics!)
2438                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2439                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2440                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2441                  *
2442                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2443                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2444                  * other cpus.
2445                  */
2446                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2447                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2448                                 object, tid,
2449                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2450
2451                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2452                         goto redo;
2453                 }
2454                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2455                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2456         }
2457
2458         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2459                 memset(object, 0, s->object_size);
2460
2461         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2462
2463         return object;
2464 }
2465
2466 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2467                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2468 {
2469         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2470 }
2471
2472 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2473 {
2474         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2475
2476         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2477                                 s->size, gfpflags);
2478
2479         return ret;
2480 }
2481 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2482
2483 #ifdef CONFIG_TRACING
2484 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2485 {
2486         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2487         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2488         return ret;
2489 }
2490 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2491 #endif
2492
2493 #ifdef CONFIG_NUMA
2494 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2495 {
2496         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2497
2498         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2499                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2500
2501         return ret;
2502 }
2503 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2504
2505 #ifdef CONFIG_TRACING
2506 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2507                                     gfp_t gfpflags,
2508                                     int node, size_t size)
2509 {
2510         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2511
2512         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2513                            size, s->size, gfpflags, node);
2514         return ret;
2515 }
2516 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2517 #endif
2518 #endif
2519
2520 /*
2521  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2522  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2523  *
2524  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2525  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2526  * handling required then we can return immediately.
2527  */
2528 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2529                         void *x, unsigned long addr)
2530 {
2531         void *prior;
2532         void **object = (void *)x;
2533         int was_frozen;
2534         struct page new;
2535         unsigned long counters;
2536         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2537         unsigned long uninitialized_var(flags);
2538
2539         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2540
2541         if (kmem_cache_debug(s) &&
2542                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2543                 return;
2544
2545         do {
2546                 if (unlikely(n)) {
2547                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2548                         n = NULL;
2549                 }
2550                 prior = page->freelist;
2551                 counters = page->counters;
2552                 set_freepointer(s, object, prior);
2553                 new.counters = counters;
2554                 was_frozen = new.frozen;
2555                 new.inuse--;
2556                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2557
2558                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2559
2560                                 /*
2561                                  * Slab was on no list before and will be
2562                                  * partially empty
2563                                  * We can defer the list move and instead
2564                                  * freeze it.
2565                                  */
2566                                 new.frozen = 1;
2567
2568                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2569
2570                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2571                                 /*
2572                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2573                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2574                                  * drop the list_lock without any processing.
2575                                  *
2576                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2577                                  * other processors updating the list of slabs.
2578                                  */
2579                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2580
2581                         }
2582                 }
2583
2584         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2585                 prior, counters,
2586                 object, new.counters,
2587                 "__slab_free"));
2588
2589         if (likely(!n)) {
2590
2591                 /*
2592                  * If we just froze the page then put it onto the
2593                  * per cpu partial list.
2594                  */
2595                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2596                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2597                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2598                 }
2599                 /*
2600                  * The list lock was not taken therefore no list
2601                  * activity can be necessary.
2602                  */
2603                 if (was_frozen)
2604                         stat(s, FREE_FROZEN);
2605                 return;
2606         }
2607
2608         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2609                 goto slab_empty;
2610
2611         /*
2612          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2613          * then add it.
2614          */
2615         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2616                 if (kmem_cache_debug(s))
2617                         remove_full(s, n, page);
2618                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2619                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2620         }
2621         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2622         return;
2623
2624 slab_empty:
2625         if (prior) {
2626                 /*
2627                  * Slab on the partial list.
2628                  */
2629                 remove_partial(n, page);
2630                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2631         } else {
2632                 /* Slab must be on the full list */
2633                 remove_full(s, n, page);
2634         }
2635
2636         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2637         stat(s, FREE_SLAB);
2638         discard_slab(s, page);
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2643  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2644  *
2645  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2646  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2647  * the item before.
2648  *
2649  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2650  * with all sorts of special processing.
2651  */
2652 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2653                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2654 {
2655         void **object = (void *)x;
2656         struct kmem_cache_cpu *c;
2657         unsigned long tid;
2658
2659         slab_free_hook(s, x);
2660
2661 redo:
2662         /*
2663          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2664          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2665          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2666          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2667          */
2668         preempt_disable();
2669         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2670
2671         tid = c->tid;
2672         preempt_enable();
2673
2674         if (likely(page == c->page)) {
2675                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2676
2677                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2678                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2679                                 c->freelist, tid,
2680                                 object, next_tid(tid)))) {
2681
2682                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2683                         goto redo;
2684                 }
2685                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2686         } else
2687                 __slab_free(s, page, x, addr);
2688
2689 }
2690
2691 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2692 {
2693         s = cache_from_obj(s, x);
2694         if (!s)
2695                 return;
2696         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2697         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2698 }
2699 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2700
2701 /*
2702  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2703  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2704  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2705  * another.
2706  *
2707  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2708  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2709  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2710  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2711  * locking overhead.
2712  */
2713
2714 /*
2715  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2716  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2717  * and increases the number of allocations possible without having to
2718  * take the list_lock.
2719  */
2720 static int slub_min_order;
2721 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2722 static int slub_min_objects;
2723
2724 /*
2725  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2726  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2727  */
2728 static int slub_nomerge;
2729
2730 /*
2731  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2732  *
2733  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2734  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2735  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2736  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2737  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2738  * would be wasted.
2739  *
2740  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2741  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2742  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2743  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2744  *
2745  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2746  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2747  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2748  * of space in favor of a small page order.
2749  *
2750  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2751  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2752  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2753  * the smallest order which will fit the object.
2754  */
2755 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2756                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2757 {
2758         int order;
2759         int rem;
2760         int min_order = slub_min_order;
2761
2762         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2763                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2764
2765         for (order = max(min_order,
2766                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2767                         order <= max_order; order++) {
2768
2769                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2770
2771                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2772                         continue;
2773
2774                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2775
2776                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2777                         break;
2778
2779         }
2780
2781         return order;
2782 }
2783
2784 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2785 {
2786         int order;
2787         int min_objects;
2788         int fraction;
2789         int max_objects;
2790
2791         /*
2792          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2793          * works by first attempting to generate a layout with
2794          * the best configuration and backing off gradually.
2795          *
2796          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2797          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2798          */
2799         min_objects = slub_min_objects;
2800         if (!min_objects)
2801                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2802         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2803         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2804
2805         while (min_objects > 1) {
2806                 fraction = 16;
2807                 while (fraction >= 4) {
2808                         order = slab_order(size, min_objects,
2809                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2810                         if (order <= slub_max_order)
2811                                 return order;
2812                         fraction /= 2;
2813                 }
2814                 min_objects--;
2815         }
2816
2817         /*
2818          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2819          * lets see if we can place a single object there.
2820          */
2821         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2822         if (order <= slub_max_order)
2823                 return order;
2824
2825         /*
2826          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2827          */
2828         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2829         if (order < MAX_ORDER)
2830                 return order;
2831         return -ENOSYS;
2832 }
2833
2834 static void
2835 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2836 {
2837         n->nr_partial = 0;
2838         spin_lock_init(&n->list_lock);
2839         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2840 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2841         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2842         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2843         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2844 #endif
2845 }
2846
2847 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2848 {
2849         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2850                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2851
2852         /*
2853          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2854          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2855          */
2856         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2857                                      2 * sizeof(void *));
2858
2859         if (!s->cpu_slab)
2860                 return 0;
2861
2862         init_kmem_cache_cpus(s);
2863
2864         return 1;
2865 }
2866
2867 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2868
2869 /*
2870  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2871  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2872  * possible.
2873  *
2874  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2875  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2876  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2877  */
2878 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2879 {
2880         struct page *page;
2881         struct kmem_cache_node *n;
2882
2883         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2884
2885         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2886
2887         BUG_ON(!page);
2888         if (page_to_nid(page) != node) {
2889                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2890                                 "node %d\n", node);
2891                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2892                                 "in order to be able to continue\n");
2893         }
2894
2895         n = page->freelist;
2896         BUG_ON(!n);
2897         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2898         page->inuse = 1;
2899         page->frozen = 0;
2900         kmem_cache_node->node[node] = n;
2901 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2902         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2903         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2904 #endif
2905         init_kmem_cache_node(n);
2906         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2907
2908         /*
2909          * the lock is for lockdep's sake, not for any actual
2910          * race protection
2911          */
2912         spin_lock(&n->list_lock);
2913         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2914         spin_unlock(&n->list_lock);
2915 }
2916
2917 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2918 {
2919         int node;
2920
2921         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2922                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2923
2924                 if (n)
2925                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2926
2927                 s->node[node] = NULL;
2928         }
2929 }
2930
2931 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2932 {
2933         int node;
2934
2935         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2936                 struct kmem_cache_node *n;
2937
2938                 if (slab_state == DOWN) {
2939                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2940                         continue;
2941                 }
2942                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2943                                                 GFP_KERNEL, node);
2944
2945                 if (!n) {
2946                         free_kmem_cache_nodes(s);
2947                         return 0;
2948                 }
2949
2950                 s->node[node] = n;
2951                 init_kmem_cache_node(n);
2952         }
2953         return 1;
2954 }
2955
2956 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2957 {
2958         if (min < MIN_PARTIAL)
2959                 min = MIN_PARTIAL;
2960         else if (min > MAX_PARTIAL)
2961                 min = MAX_PARTIAL;
2962         s->min_partial = min;
2963 }
2964
2965 /*
2966  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2967  * a slab object.
2968  */
2969 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2970 {
2971         unsigned long flags = s->flags;
2972         unsigned long size = s->object_size;
2973         int order;
2974
2975         /*
2976          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2977          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2978          * the possible location of the free pointer.
2979          */
2980         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2981
2982 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2983         /*
2984          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2985          * the slab may touch the object after free or before allocation
2986          * then we should never poison the object itself.
2987          */
2988         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2989                         !s->ctor)
2990                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2991         else
2992                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2993
2994
2995         /*
2996          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2997          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2998          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2999          */
3000         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3001                 size += sizeof(void *);
3002 #endif
3003
3004         /*
3005          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3006          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3007          */
3008         s->inuse = size;
3009
3010         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3011                 s->ctor)) {
3012                 /*
3013                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3014                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3015                  * kmem_cache_free.
3016                  *
3017                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3018                  * destructor or are poisoning the objects.
3019                  */
3020                 s->offset = size;
3021                 size += sizeof(void *);
3022         }
3023
3024 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3025         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3026                 /*
3027                  * Need to store information about allocs and frees after
3028                  * the object.
3029                  */
3030                 size += 2 * sizeof(struct track);
3031
3032         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3033                 /*
3034                  * Add some empty padding so that we can catch
3035                  * overwrites from earlier objects rather than let
3036                  * tracking information or the free pointer be
3037                  * corrupted if a user writes before the start
3038                  * of the object.
3039                  */
3040                 size += sizeof(void *);
3041 #endif
3042
3043         /*
3044          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3045          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3046          * each object to conform to the alignment.
3047          */
3048         size = ALIGN(size, s->align);
3049         s->size = size;
3050         if (forced_order >= 0)
3051                 order = forced_order;
3052         else
3053                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3054
3055         if (order < 0)
3056                 return 0;
3057
3058         s->allocflags = 0;
3059         if (order)
3060                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3061
3062         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3063                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3064
3065         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3066                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3067
3068         /*
3069          * Determine the number of objects per slab
3070          */
3071         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3072         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3073         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3074                 s->max = s->oo;
3075
3076         return !!oo_objects(s->oo);
3077 }
3078
3079 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3080 {
3081         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3082         s->reserved = 0;
3083
3084         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3085                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3086
3087         if (!calculate_sizes(s, -1))
3088                 goto error;
3089         if (disable_higher_order_debug) {
3090                 /*
3091                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3092                  * order increased.
3093                  */
3094                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3095                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3096                         s->offset = 0;
3097                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3098                                 goto error;
3099                 }
3100         }
3101
3102 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3103     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3104         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3105                 /* Enable fast mode */
3106                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3107 #endif
3108
3109         /*
3110          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3111          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3112          */
3113         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3114
3115         /*
3116          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3117          * per cpu partial lists of a processor.
3118          *
3119          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3120          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3121          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3122          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3123          *
3124          * This setting also determines
3125          *
3126          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3127          *    per node list when we reach the limit.
3128          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3129          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3130          *    50% to keep some capacity around for frees.
3131          */
3132         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3133                 s->cpu_partial = 0;
3134         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3135                 s->cpu_partial = 2;
3136         else if (s->size >= 1024)
3137                 s->cpu_partial = 6;
3138         else if (s->size >= 256)
3139                 s->cpu_partial = 13;
3140         else
3141                 s->cpu_partial = 30;
3142
3143 #ifdef CONFIG_NUMA
3144         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3145 #endif
3146         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3147                 goto error;
3148
3149         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3150                 return 0;
3151
3152         free_kmem_cache_nodes(s);
3153 error:
3154         if (flags & SLAB_PANIC)
3155                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3156                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3157                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3158                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3159         return -EINVAL;
3160 }
3161
3162 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3163                                                         const char *text)
3164 {
3165 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3166         void *addr = page_address(page);
3167         void *p;
3168         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3169                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3170         if (!map)
3171                 return;
3172         slab_err(s, page, text, s->name);
3173         slab_lock(page);
3174
3175         get_map(s, page, map);
3176         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3177
3178                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3179                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3180                                                         p, p - addr);
3181                         print_tracking(s, p);
3182                 }
3183         }
3184         slab_unlock(page);
3185         kfree(map);
3186 #endif
3187 }
3188
3189 /*
3190  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3191  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3192  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3193  */
3194 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3195 {
3196         struct page *page, *h;
3197
3198         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3199                 if (!page->inuse) {
3200                         remove_partial(n, page);
3201                         discard_slab(s, page);
3202                 } else {
3203                         list_slab_objects(s, page,
3204                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3205                 }
3206         }
3207 }
3208
3209 /*
3210  * Release all resources used by a slab cache.
3211  */
3212 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3213 {
3214         int node;
3215
3216         flush_all(s);
3217         /* Attempt to free all objects */
3218         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3219                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3220
3221                 free_partial(s, n);
3222                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3223                         return 1;
3224         }
3225         free_percpu(s->cpu_slab);
3226         free_kmem_cache_nodes(s);
3227         return 0;
3228 }
3229
3230 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3231 {
3232         int rc = kmem_cache_close(s);
3233
3234         if (!rc) {
3235                 /*
3236                  * We do the same lock strategy around sysfs_slab_add, see
3237                  * __kmem_cache_create. Because this is pretty much the last
3238                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3239                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3240                  * to a later point in common code. We should do that when we
3241                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3242                  */
3243                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3244                 sysfs_slab_remove(s);
3245                 mutex_lock(&slab_mutex);
3246         }
3247
3248         return rc;
3249 }
3250
3251 /********************************************************************
3252  *              Kmalloc subsystem
3253  *******************************************************************/
3254
3255 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3256 {
3257         get_option(&str, &slub_min_order);
3258
3259         return 1;
3260 }
3261
3262 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3263
3264 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3265 {
3266         get_option(&str, &slub_max_order);
3267         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3268
3269         return 1;
3270 }
3271
3272 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3273
3274 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3275 {
3276         get_option(&str, &slub_min_objects);
3277
3278         return 1;
3279 }
3280
3281 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3282
3283 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3284 {
3285         slub_nomerge = 1;
3286         return 1;
3287 }
3288
3289 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3290
3291 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3292 {
3293         struct kmem_cache *s;
3294         void *ret;
3295
3296         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3297                 return kmalloc_large(size, flags);
3298
3299         s = kmalloc_slab(size, flags);
3300
3301         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3302                 return s;
3303
3304         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3305
3306         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3307
3308         return ret;
3309 }
3310 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3311
3312 #ifdef CONFIG_NUMA
3313 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3314 {
3315         struct page *page;
3316         void *ptr = NULL;
3317
3318         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3319         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3320         if (page)
3321                 ptr = page_address(page);
3322
3323         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3324         return ptr;
3325 }
3326
3327 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3328 {
3329         struct kmem_cache *s;
3330         void *ret;
3331
3332         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3333                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3334
3335                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3336                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3337                                    flags, node);
3338
3339                 return ret;
3340         }
3341
3342         s = kmalloc_slab(size, flags);
3343
3344         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3345                 return s;
3346
3347         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3348
3349         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3350
3351         return ret;
3352 }
3353 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3354 #endif
3355
3356 size_t ksize(const void *object)
3357 {
3358         struct page *page;
3359
3360         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3361                 return 0;
3362
3363         page = virt_to_head_page(object);
3364
3365         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3366                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3367                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3368         }
3369
3370         return slab_ksize(page->slab_cache);
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3373
3374 void kfree(const void *x)
3375 {
3376         struct page *page;
3377         void *object = (void *)x;
3378
3379         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3380
3381         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3382                 return;
3383
3384         page = virt_to_head_page(x);
3385         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3386                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3387                 kfree_hook(x);
3388                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3389                 return;
3390         }
3391         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3392 }
3393 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3394
3395 /*
3396  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3397  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3398  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3399  * and thus they can be removed from the partial lists.
3400  *
3401  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3402  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3403  * are freed in them.
3404  */
3405 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3406 {
3407         int node;
3408         int i;
3409         struct kmem_cache_node *n;
3410         struct page *page;
3411         struct page *t;
3412         int objects = oo_objects(s->max);
3413         struct list_head *slabs_by_inuse =
3414                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3415         unsigned long flags;
3416
3417         if (!slabs_by_inuse)
3418                 return -ENOMEM;
3419
3420         flush_all(s);
3421         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3422                 n = get_node(s, node);
3423
3424                 if (!n->nr_partial)
3425                         continue;
3426
3427                 for (i = 0; i < objects; i++)
3428                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3429
3430                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3431
3432                 /*
3433                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3434                  *
3435                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3436                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3437                  */
3438                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3439                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3440                         if (!page->inuse)
3441                                 n->nr_partial--;
3442                 }
3443
3444                 /*
3445                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3446                  * first and the least used slabs at the end.
3447                  */
3448                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3449                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3450
3451                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3452
3453                 /* Release empty slabs */
3454                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3455                         discard_slab(s, page);
3456         }
3457
3458         kfree(slabs_by_inuse);
3459         return 0;
3460 }
3461 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3462
3463 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3464 {
3465         struct kmem_cache *s;
3466
3467         mutex_lock(&slab_mutex);
3468         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3469                 kmem_cache_shrink(s);
3470         mutex_unlock(&slab_mutex);
3471
3472         return 0;
3473 }
3474
3475 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3476 {
3477         struct kmem_cache_node *n;
3478         struct kmem_cache *s;
3479         struct memory_notify *marg = arg;
3480         int offline_node;
3481
3482         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3483
3484         /*
3485          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3486          * for it yet.
3487          */
3488         if (offline_node < 0)
3489                 return;
3490
3491         mutex_lock(&slab_mutex);
3492         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3493                 n = get_node(s, offline_node);
3494                 if (n) {
3495                         /*
3496                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3497                          * that is going down. We were unable to free them,
3498                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3499                          * callback. So, we must fail.
3500                          */
3501                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3502
3503                         s->node[offline_node] = NULL;
3504                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3505                 }
3506         }
3507         mutex_unlock(&slab_mutex);
3508 }
3509
3510 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3511 {
3512         struct kmem_cache_node *n;
3513         struct kmem_cache *s;
3514         struct memory_notify *marg = arg;
3515         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3516         int ret = 0;
3517
3518         /*
3519          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3520          * already created. Nothing to do.
3521          */
3522         if (nid < 0)
3523                 return 0;
3524
3525         /*
3526          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3527          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3528          * online.
3529          */
3530         mutex_lock(&slab_mutex);
3531         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3532                 /*
3533                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3534                  *      since memory is not yet available from the node that
3535                  *      is brought up.
3536                  */
3537                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3538                 if (!n) {
3539                         ret = -ENOMEM;
3540                         goto out;
3541                 }
3542                 init_kmem_cache_node(n);
3543                 s->node[nid] = n;
3544         }
3545 out:
3546         mutex_unlock(&slab_mutex);
3547         return ret;
3548 }
3549
3550 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3551                                 unsigned long action, void *arg)
3552 {
3553         int ret = 0;
3554
3555         switch (action) {
3556         case MEM_GOING_ONLINE:
3557                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3558                 break;
3559         case MEM_GOING_OFFLINE:
3560                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3561                 break;
3562         case MEM_OFFLINE:
3563         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3564                 slab_mem_offline_callback(arg);
3565                 break;
3566         case MEM_ONLINE:
3567         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3568                 break;
3569         }
3570         if (ret)
3571                 ret = notifier_from_errno(ret);
3572         else
3573                 ret = NOTIFY_OK;
3574         return ret;
3575 }
3576
3577 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3578         .notifier_call = slab_memory_callback,
3579         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3580 };
3581
3582 /********************************************************************
3583  *                      Basic setup of slabs
3584  *******************************************************************/
3585
3586 /*
3587  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3588  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3589  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3590  */
3591
3592 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3593 {
3594         int node;
3595         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3596
3597         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3598
3599         /*
3600          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3601          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3602          * IPIs around.
3603          */
3604         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3605         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3606                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3607                 struct page *p;
3608
3609                 if (n) {
3610                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3611                                 p->slab_cache = s;
3612
3613 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3614                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3615                                 p->slab_cache = s;
3616 #endif
3617                 }
3618         }
3619         list_add(&s->list, &slab_caches);
3620         return s;
3621 }
3622
3623 void __init kmem_cache_init(void)
3624 {
3625         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3626                 boot_kmem_cache_node;
3627
3628         if (debug_guardpage_minorder())
3629                 slub_max_order = 0;
3630
3631         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3632         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3633
3634         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3635                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3636
3637         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3638
3639         /* Able to allocate the per node structures */
3640         slab_state = PARTIAL;
3641
3642         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3643                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3644                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3645                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3646
3647         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3648
3649         /*
3650          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3651          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3652          * update any list pointers.
3653          */
3654         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3655
3656         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3657         create_kmalloc_caches(0);
3658
3659 #ifdef CONFIG_SMP
3660         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3661 #endif
3662
3663         printk(KERN_INFO
3664                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3665                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3666                 cache_line_size(),
3667                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3668                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3669 }
3670
3671 void __init kmem_cache_init_late(void)
3672 {
3673 }
3674
3675 /*
3676  * Find a mergeable slab cache
3677  */
3678 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3679 {
3680         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3681                 return 1;
3682
3683         if (s->ctor)
3684                 return 1;
3685
3686         /*
3687          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3688          */
3689         if (s->refcount < 0)
3690                 return 1;
3691
3692         return 0;
3693 }
3694
3695 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3696                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3697                 void (*ctor)(void *))
3698 {
3699         struct kmem_cache *s;
3700
3701         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3702                 return NULL;
3703
3704         if (ctor)
3705                 return NULL;
3706
3707         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3708         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3709         size = ALIGN(size, align);
3710         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3711
3712         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3713                 if (slab_unmergeable(s))
3714                         continue;
3715
3716                 if (size > s->size)
3717                         continue;
3718
3719                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3720                                 continue;
3721                 /*
3722                  * Check if alignment is compatible.
3723                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3724                  */
3725                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3726                         continue;
3727
3728                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3729                         continue;
3730
3731                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3732                         continue;
3733
3734                 return s;
3735         }
3736         return NULL;
3737 }
3738
3739 struct kmem_cache *
3740 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3741                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3742 {
3743         struct kmem_cache *s;
3744
3745         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3746         if (s) {
3747                 s->refcount++;
3748                 /*
3749                  * Adjust the object sizes so that we clear
3750                  * the complete object on kzalloc.
3751                  */
3752                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3753                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3754
3755                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3756                         s->refcount--;
3757                         s = NULL;
3758                 }
3759         }
3760
3761         return s;
3762 }
3763
3764 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3765 {
3766         int err;
3767
3768         err = kmem_cache_open(s, flags);
3769         if (err)
3770                 return err;
3771
3772         /* Mutex is not taken during early boot */
3773         if (slab_state <= UP)
3774                 return 0;
3775
3776         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3777         mutex_unlock(&slab_mutex);
3778         err = sysfs_slab_add(s);
3779         mutex_lock(&slab_mutex);
3780
3781         if (err)
3782                 kmem_cache_close(s);
3783
3784         return err;
3785 }
3786
3787 #ifdef CONFIG_SMP
3788 /*
3789  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3790  * necessary.
3791  */
3792 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3793                 unsigned long action, void *hcpu)
3794 {
3795         long cpu = (long)hcpu;
3796         struct kmem_cache *s;
3797         unsigned long flags;
3798
3799         switch (action) {
3800         case CPU_UP_CANCELED:
3801         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3802         case CPU_DEAD:
3803         case CPU_DEAD_FROZEN:
3804                 mutex_lock(&slab_mutex);
3805                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3806                         local_irq_save(flags);
3807                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3808                         local_irq_restore(flags);
3809                 }
3810                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3811                 break;
3812         default:
3813                 break;
3814         }
3815         return NOTIFY_OK;
3816 }
3817
3818 static struct notifier_block slab_notifier = {
3819         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3820 };
3821
3822 #endif
3823
3824 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3825 {
3826         struct kmem_cache *s;
3827         void *ret;
3828
3829         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3830                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3831
3832         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3833
3834         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3835                 return s;
3836
3837         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3838
3839         /* Honor the call site pointer we received. */
3840         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3841
3842         return ret;
3843 }
3844
3845 #ifdef CONFIG_NUMA
3846 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3847                                         int node, unsigned long caller)
3848 {
3849         struct kmem_cache *s;
3850         void *ret;
3851
3852         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3853                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3854
3855                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3856                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3857                                    gfpflags, node);
3858
3859                 return ret;
3860         }
3861
3862         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3863
3864         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3865                 return s;
3866
3867         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3868
3869         /* Honor the call site pointer we received. */
3870         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3871
3872         return ret;
3873 }
3874 #endif
3875
3876 #ifdef CONFIG_SYSFS
3877 static int count_inuse(struct page *page)
3878 {
3879         return page->inuse;
3880 }
3881
3882 static int count_total(struct page *page)
3883 {
3884         return page->objects;
3885 }
3886 #endif
3887
3888 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3889 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3890                                                 unsigned long *map)
3891 {
3892         void *p;
3893         void *addr = page_address(page);
3894
3895         if (!check_slab(s, page) ||
3896                         !on_freelist(s, page, NULL))
3897                 return 0;
3898
3899         /* Now we know that a valid freelist exists */
3900         bitmap_zero(map, page->objects);
3901
3902         get_map(s, page, map);
3903         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3904                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3905                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3906                                 return 0;
3907         }
3908
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_ACTIVE))
3912                                 return 0;
3913         return 1;
3914 }
3915
3916 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3917                                                 unsigned long *map)
3918 {
3919         slab_lock(page);
3920         validate_slab(s, page, map);
3921         slab_unlock(page);
3922 }
3923
3924 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3925                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3926 {
3927         unsigned long count = 0;
3928         struct page *page;
3929         unsigned long flags;
3930
3931         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3932
3933         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3934                 validate_slab_slab(s, page, map);
3935                 count++;
3936         }
3937         if (count != n->nr_partial)
3938                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3939                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3940
3941         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3942                 goto out;
3943
3944         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3945                 validate_slab_slab(s, page, map);
3946                 count++;
3947         }
3948         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3949                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3950                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3951                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3952
3953 out:
3954         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3955         return count;
3956 }
3957
3958 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3959 {
3960         int node;
3961         unsigned long count = 0;
3962         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3963                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3964
3965         if (!map)
3966                 return -ENOMEM;
3967
3968         flush_all(s);
3969         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3970                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3971
3972                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3973         }
3974         kfree(map);
3975         return count;
3976 }
3977 /*
3978  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3979  * and freed.
3980  */
3981
3982 struct location {
3983         unsigned long count;
3984         unsigned long addr;
3985         long long sum_time;
3986         long min_time;
3987         long max_time;
3988         long min_pid;
3989         long max_pid;
3990         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3991         nodemask_t nodes;
3992 };
3993
3994 struct loc_track {
3995         unsigned long max;
3996         unsigned long count;
3997         struct location *loc;
3998 };
3999
4000 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4001 {
4002         if (t->max)
4003                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4004                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4005 }
4006
4007 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4008 {
4009         struct location *l;
4010         int order;
4011
4012         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4013
4014         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4015         if (!l)
4016                 return 0;
4017
4018         if (t->count) {
4019                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4020                 free_loc_track(t);
4021         }
4022         t->max = max;
4023         t->loc = l;
4024         return 1;
4025 }
4026
4027 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4028                                 const struct track *track)
4029 {
4030         long start, end, pos;
4031         struct location *l;
4032         unsigned long caddr;
4033         unsigned long age = jiffies - track->when;
4034
4035         start = -1;
4036         end = t->count;
4037
4038         for ( ; ; ) {
4039                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4040
4041                 /*
4042                  * There is nothing at "end". If we end up there
4043                  * we need to add something to before end.
4044                  */
4045                 if (pos == end)
4046                         break;
4047
4048                 caddr = t->loc[pos].addr;
4049                 if (track->addr == caddr) {
4050
4051                         l = &t->loc[pos];
4052                         l->count++;
4053                         if (track->when) {
4054                                 l->sum_time += age;
4055                                 if (age < l->min_time)
4056                                         l->min_time = age;
4057                                 if (age > l->max_time)
4058                                         l->max_time = age;
4059
4060                                 if (track->pid < l->min_pid)
4061                                         l->min_pid = track->pid;
4062                                 if (track->pid > l->max_pid)
4063                                         l->max_pid = track->pid;
4064
4065                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4066                                                 to_cpumask(l->cpus));
4067                         }
4068                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4069                         return 1;
4070                 }
4071
4072                 if (track->addr < caddr)
4073                         end = pos;
4074                 else
4075                         start = pos;
4076         }
4077
4078         /*
4079          * Not found. Insert new tracking element.
4080          */
4081         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4082                 return 0;
4083
4084         l = t->loc + pos;
4085         if (pos < t->count)
4086                 memmove(l + 1, l,
4087                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4088         t->count++;
4089         l->count = 1;
4090         l->addr = track->addr;
4091         l->sum_time = age;
4092         l->min_time = age;
4093         l->max_time = age;
4094         l->min_pid = track->pid;
4095         l->max_pid = track->pid;
4096         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4097         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4098         nodes_clear(l->nodes);
4099         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4100         return 1;
4101 }
4102
4103 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4104                 struct page *page, enum track_item alloc,
4105                 unsigned long *map)
4106 {
4107         void *addr = page_address(page);
4108         void *p;
4109
4110         bitmap_zero(map, page->objects);
4111         get_map(s, page, map);
4112
4113         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4114                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4115                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4116 }
4117
4118 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4119                                         enum track_item alloc)
4120 {
4121         int len = 0;
4122         unsigned long i;
4123         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4124         int node;
4125         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4126                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4127
4128         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4129                                      GFP_TEMPORARY)) {
4130                 kfree(map);
4131                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4132         }
4133         /* Push back cpu slabs */
4134         flush_all(s);
4135
4136         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4137                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4138                 unsigned long flags;
4139                 struct page *page;
4140
4141                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4142                         continue;
4143
4144                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4145                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4146                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4147                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4148                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4149                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4150         }
4151
4152         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4153                 struct location *l = &t.loc[i];
4154
4155                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4156                         break;
4157                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4158
4159                 if (l->addr)
4160                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4161                 else
4162                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4163
4164                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4165                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4166                                 l->min_time,
4167                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4168                                 l->max_time);
4169                 } else
4170                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4171                                 l->min_time);
4172
4173                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4174                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4175                                 l->min_pid, l->max_pid);
4176                 else
4177                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4178                                 l->min_pid);
4179
4180                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4181                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4182                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4183                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4184                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4185                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4186                                                  to_cpumask(l->cpus));
4187                 }
4188
4189                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4190                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4191                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4192                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4193                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4194                                                   l->nodes);
4195                 }
4196
4197                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4198         }
4199
4200         free_loc_track(&t);
4201         kfree(map);
4202         if (!t.count)
4203                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4204         return len;
4205 }
4206 #endif
4207
4208 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4209 static void resiliency_test(void)
4210 {
4211         u8 *p;
4212
4213         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4214
4215         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4216         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4217         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4218
4219         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4220         p[16] = 0x12;
4221         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4222                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4223
4224         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4225
4226         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4227         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4228         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4229         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4230                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4231         printk(KERN_ERR
4232                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4233
4234         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4235         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4236         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4237         *p = 0x56;
4238         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4239                                                                         p);
4240         printk(KERN_ERR
4241                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4242         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4243
4244         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4245         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4246         kfree(p);
4247         *p = 0x78;
4248         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4249         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4250
4251         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4252         kfree(p);
4253         p[50] = 0x9a;
4254         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4255                         p);
4256         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4257
4258         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4259         kfree(p);
4260         p[512] = 0xab;
4261         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4262         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4263 }
4264 #else
4265 #ifdef CONFIG_SYSFS
4266 static void resiliency_test(void) {};
4267 #endif
4268 #endif
4269
4270 #ifdef CONFIG_SYSFS
4271 enum slab_stat_type {
4272         SL_ALL,                 /* All slabs */
4273         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4274         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4275         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4276         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4277 };
4278
4279 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4280 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4281 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4282 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4283 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4284
4285 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4286                             char *buf, unsigned long flags)
4287 {
4288         unsigned long total = 0;
4289         int node;
4290         int x;
4291         unsigned long *nodes;
4292
4293         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4294         if (!nodes)
4295                 return -ENOMEM;
4296
4297         if (flags & SO_CPU) {
4298                 int cpu;
4299
4300                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4301                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4302                                                                cpu);
4303                         int node;
4304                         struct page *page;
4305
4306                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4307                         if (!page)
4308                                 continue;
4309
4310                         node = page_to_nid(page);
4311                         if (flags & SO_TOTAL)
4312                                 x = page->objects;
4313                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4314                                 x = page->inuse;
4315                         else
4316                                 x = 1;
4317
4318                         total += x;
4319                         nodes[node] += x;
4320
4321                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4322                         if (page) {
4323                                 node = page_to_nid(page);
4324                                 if (flags & SO_TOTAL)
4325                                         WARN_ON_ONCE(1);
4326                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4327                                         WARN_ON_ONCE(1);
4328                                 else
4329                                         x = page->pages;
4330                                 total += x;
4331                                 nodes[node] += x;
4332                         }
4333                 }
4334         }
4335
4336         lock_memory_hotplug();
4337 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4338         if (flags & SO_ALL) {
4339                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4340                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4341
4342                         if (flags & SO_TOTAL)
4343                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4344                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4345                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4346                                         count_partial(n, count_free);
4347                         else
4348                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4349                         total += x;
4350                         nodes[node] += x;
4351                 }
4352
4353         } else
4354 #endif
4355         if (flags & SO_PARTIAL) {
4356                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4357                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4358
4359                         if (flags & SO_TOTAL)
4360                                 x = count_partial(n, count_total);
4361                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4362                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4363                         else
4364                                 x = n->nr_partial;
4365                         total += x;
4366                         nodes[node] += x;
4367                 }
4368         }
4369         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4370 #ifdef CONFIG_NUMA
4371         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4372                 if (nodes[node])
4373                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4374                                         node, nodes[node]);
4375 #endif
4376         unlock_memory_hotplug();
4377         kfree(nodes);
4378         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4379 }
4380
4381 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4382 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4383 {
4384         int node;
4385
4386         for_each_online_node(node) {
4387                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4388
4389                 if (!n)
4390                         continue;
4391
4392                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4393                         return 1;
4394         }
4395         return 0;
4396 }
4397 #endif
4398
4399 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4400 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4401
4402 struct slab_attribute {
4403         struct attribute attr;
4404         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4405         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4406 };
4407
4408 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4409         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4410         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4411
4412 #define SLAB_ATTR(_name) \
4413         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4414         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4415
4416 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4417 {
4418         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4419 }
4420 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4421
4422 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4423 {
4424         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4425 }
4426 SLAB_ATTR_RO(align);
4427
4428 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4429 {
4430         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4431 }
4432 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4433
4434 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4435 {
4436         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4437 }
4438 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4439
4440 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4441                                 const char *buf, size_t length)
4442 {
4443         unsigned long order;
4444         int err;
4445
4446         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4447         if (err)
4448                 return err;
4449
4450         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4451                 return -EINVAL;
4452
4453         calculate_sizes(s, order);
4454         return length;
4455 }
4456
4457 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4458 {
4459         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4460 }
4461 SLAB_ATTR(order);
4462
4463 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4464 {
4465         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4466 }
4467
4468 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4469                                  size_t length)
4470 {
4471         unsigned long min;
4472         int err;
4473
4474         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4475         if (err)
4476                 return err;
4477
4478         set_min_partial(s, min);
4479         return length;
4480 }
4481 SLAB_ATTR(min_partial);
4482
4483 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4484 {
4485         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4486 }
4487
4488 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4489                                  size_t length)
4490 {
4491         unsigned long objects;
4492         int err;
4493
4494         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4495         if (err)
4496                 return err;
4497         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4498                 return -EINVAL;
4499
4500         s->cpu_partial = objects;
4501         flush_all(s);
4502         return length;
4503 }
4504 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4505
4506 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4507 {
4508         if (!s->ctor)
4509                 return 0;
4510         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4511 }
4512 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4513
4514 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4515 {
4516         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4517 }
4518 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4519
4520 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4521 {
4522         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4523 }
4524 SLAB_ATTR_RO(partial);
4525
4526 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4527 {
4528         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4529 }
4530 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4531
4532 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4533 {
4534         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4535 }
4536 SLAB_ATTR_RO(objects);
4537
4538 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4539 {
4540         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4541 }
4542 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4543
4544 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4545 {
4546         int objects = 0;
4547         int pages = 0;
4548         int cpu;
4549         int len;
4550
4551         for_each_online_cpu(cpu) {
4552                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4553
4554                 if (page) {
4555                         pages += page->pages;
4556                         objects += page->pobjects;
4557                 }
4558         }
4559
4560         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4561
4562 #ifdef CONFIG_SMP
4563         for_each_online_cpu(cpu) {
4564                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4565
4566                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4567                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4568                                 page->pobjects, page->pages);
4569         }
4570 #endif
4571         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4572 }
4573 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4574
4575 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4576 {
4577         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4578 }
4579
4580 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4581                                 const char *buf, size_t length)
4582 {
4583         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4584         if (buf[0] == '1')
4585                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4586         return length;
4587 }
4588 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4589
4590 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4591 {
4592         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4593 }
4594 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4595
4596 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4597 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4598 {
4599         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4600 }
4601 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4602 #endif
4603
4604 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4605 {
4606         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4607 }
4608 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4609
4610 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4611 {
4612         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4613 }
4614 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4615
4616 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4617 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4618 {
4619         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4620 }
4621 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4622
4623 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4624 {
4625         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4626 }
4627 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4628
4629 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4630 {
4631         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4632 }
4633
4634 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4635                                 const char *buf, size_t length)
4636 {
4637         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4638         if (buf[0] == '1') {
4639                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4640                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4641         }
4642         return length;
4643 }
4644 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4645
4646 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4647 {
4648         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4649 }
4650
4651 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4652                                                         size_t length)
4653 {
4654         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4655         if (buf[0] == '1') {
4656                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4657                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4658         }
4659         return length;
4660 }
4661 SLAB_ATTR(trace);
4662
4663 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4664 {
4665         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4666 }
4667
4668 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4669                                 const char *buf, size_t length)
4670 {
4671         if (any_slab_objects(s))
4672                 return -EBUSY;
4673
4674         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4675         if (buf[0] == '1') {
4676                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4677                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4678         }
4679         calculate_sizes(s, -1);
4680         return length;
4681 }
4682 SLAB_ATTR(red_zone);
4683
4684 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4685 {
4686         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4687 }
4688
4689 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4690                                 const char *buf, size_t length)
4691 {
4692         if (any_slab_objects(s))
4693                 return -EBUSY;
4694
4695         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4696         if (buf[0] == '1') {
4697                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4698                 s->flags |= SLAB_POISON;
4699         }
4700         calculate_sizes(s, -1);
4701         return length;
4702 }
4703 SLAB_ATTR(poison);
4704
4705 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4706 {
4707         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4708 }
4709
4710 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4711                                 const char *buf, size_t length)
4712 {
4713         if (any_slab_objects(s))
4714                 return -EBUSY;
4715
4716         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4717         if (buf[0] == '1') {
4718                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4719                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4720         }
4721         calculate_sizes(s, -1);
4722         return length;
4723 }
4724 SLAB_ATTR(store_user);
4725
4726 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4727 {
4728         return 0;
4729 }
4730
4731 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4732                         const char *buf, size_t length)
4733 {
4734         int ret = -EINVAL;
4735
4736         if (buf[0] == '1') {
4737                 ret = validate_slab_cache(s);
4738                 if (ret >= 0)
4739                         ret = length;
4740         }
4741         return ret;
4742 }
4743 SLAB_ATTR(validate);
4744
4745 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4746 {
4747         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4748                 return -ENOSYS;
4749         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4750 }
4751 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4752
4753 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4754 {
4755         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4756                 return -ENOSYS;
4757         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4758 }
4759 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4760 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4761
4762 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4763 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4766 }
4767
4768 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4769                                                         size_t length)
4770 {
4771         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4772         if (buf[0] == '1')
4773                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4774         return length;
4775 }
4776 SLAB_ATTR(failslab);
4777 #endif
4778
4779 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4780 {
4781         return 0;
4782 }
4783
4784 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4785                         const char *buf, size_t length)
4786 {
4787         if (buf[0] == '1') {
4788                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4789
4790                 if (rc)
4791                         return rc;
4792         } else
4793                 return -EINVAL;
4794         return length;
4795 }
4796 SLAB_ATTR(shrink);
4797
4798 #ifdef CONFIG_NUMA
4799 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4800 {
4801         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4802 }
4803
4804 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4805                                 const char *buf, size_t length)
4806 {
4807         unsigned long ratio;
4808         int err;
4809
4810         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4811         if (err)
4812                 return err;
4813
4814         if (ratio <= 100)
4815                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4816
4817         return length;
4818 }
4819 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4820 #endif
4821
4822 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4823 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4824 {
4825         unsigned long sum  = 0;
4826         int cpu;
4827         int len;
4828         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4829
4830         if (!data)
4831                 return -ENOMEM;
4832
4833         for_each_online_cpu(cpu) {
4834                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4835
4836                 data[cpu] = x;
4837                 sum += x;
4838         }
4839
4840         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4841
4842 #ifdef CONFIG_SMP
4843         for_each_online_cpu(cpu) {
4844                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4845                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4846         }
4847 #endif
4848         kfree(data);
4849         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4850 }
4851
4852 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4853 {
4854         int cpu;
4855
4856         for_each_online_cpu(cpu)
4857                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4858 }
4859
4860 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4861 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4862 {                                                               \
4863         return show_stat(s, buf, si);                           \
4864 }                                                               \
4865 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4866                                 const char *buf, size_t length) \
4867 {                                                               \
4868         if (buf[0] != '0')                                      \
4869                 return -EINVAL;                                 \
4870         clear_stat(s, si);                                      \
4871         return length;                                          \
4872 }                                                               \
4873 SLAB_ATTR(text);                                                \
4874
4875 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4876 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4877 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4878 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4879 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4880 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4881 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4882 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4883 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4884 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4885 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4886 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4887 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4888 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4889 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4890 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4891 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4892 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4893 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4894 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4895 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4896 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4897 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4898 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4899 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4900 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4901 #endif
4902
4903 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4904         &slab_size_attr.attr,
4905         &object_size_attr.attr,
4906         &objs_per_slab_attr.attr,
4907         &order_attr.attr,
4908         &min_partial_attr.attr,
4909         &cpu_partial_attr.attr,
4910         &objects_attr.attr,
4911         &objects_partial_attr.attr,
4912         &partial_attr.attr,
4913         &cpu_slabs_attr.attr,
4914         &ctor_attr.attr,
4915         &aliases_attr.attr,
4916         &align_attr.attr,
4917         &hwcache_align_attr.attr,
4918         &reclaim_account_attr.attr,
4919         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4920         &shrink_attr.attr,
4921         &reserved_attr.attr,
4922         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4923 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4924         &total_objects_attr.attr,
4925         &slabs_attr.attr,
4926         &sanity_checks_attr.attr,
4927         &trace_attr.attr,
4928         &red_zone_attr.attr,
4929         &poison_attr.attr,
4930         &store_user_attr.attr,
4931         &validate_attr.attr,
4932         &alloc_calls_attr.attr,
4933         &free_calls_attr.attr,
4934 #endif
4935 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4936         &cache_dma_attr.attr,
4937 #endif
4938 #ifdef CONFIG_NUMA
4939         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4940 #endif
4941 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4942         &alloc_fastpath_attr.attr,
4943         &alloc_slowpath_attr.attr,
4944         &free_fastpath_attr.attr,
4945         &free_slowpath_attr.attr,
4946         &free_frozen_attr.attr,
4947         &free_add_partial_attr.attr,
4948         &free_remove_partial_attr.attr,
4949         &alloc_from_partial_attr.attr,
4950         &alloc_slab_attr.attr,
4951         &alloc_refill_attr.attr,
4952         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4953         &free_slab_attr.attr,
4954         &cpuslab_flush_attr.attr,
4955         &deactivate_full_attr.attr,
4956         &deactivate_empty_attr.attr,
4957         &deactivate_to_head_attr.attr,
4958         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4959         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4960         &deactivate_bypass_attr.attr,
4961         &order_fallback_attr.attr,
4962         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4963         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4964         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4965         &cpu_partial_free_attr.attr,
4966         &cpu_partial_node_attr.attr,
4967         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4968 #endif
4969 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4970         &failslab_attr.attr,
4971 #endif
4972
4973         NULL
4974 };
4975
4976 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4977         .attrs = slab_attrs,
4978 };
4979
4980 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4981                                 struct attribute *attr,
4982                                 char *buf)
4983 {
4984         struct slab_attribute *attribute;
4985         struct kmem_cache *s;
4986         int err;
4987
4988         attribute = to_slab_attr(attr);
4989         s = to_slab(kobj);
4990
4991         if (!attribute->show)
4992                 return -EIO;
4993
4994         err = attribute->show(s, buf);
4995
4996         return err;
4997 }
4998
4999 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5000                                 struct attribute *attr,
5001                                 const char *buf, size_t len)
5002 {
5003         struct slab_attribute *attribute;
5004         struct kmem_cache *s;
5005         int err;
5006
5007         attribute = to_slab_attr(attr);
5008         s = to_slab(kobj);
5009
5010         if (!attribute->store)
5011                 return -EIO;
5012
5013         err = attribute->store(s, buf, len);
5014 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5015         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5016                 int i;
5017
5018                 mutex_lock(&slab_mutex);
5019                 if (s->max_attr_size < len)
5020                         s->max_attr_size = len;
5021
5022                 /*
5023                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5024                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5025                  * basically because not all attributes will have a well
5026                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5027                  * have permanent effects.
5028                  *
5029                  * Returning the error value of any of the children that fail
5030                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5031                  * error code won't be able to know anything about the state of
5032                  * the cache.
5033                  *
5034                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5035                  * has well defined semantics. The cache being written to
5036                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5037                  * through the descendants with best-effort propagation.
5038                  */
5039                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5040                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
5041                         if (c)
5042                                 attribute->store(c, buf, len);
5043                 }
5044                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5045         }
5046 #endif
5047         return err;
5048 }
5049
5050 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5051 {
5052 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5053         int i;
5054         char *buffer = NULL;
5055
5056         if (!is_root_cache(s))
5057                 return;
5058
5059         /*
5060          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5061          * in copying default values around
5062          */
5063         if (!s->max_attr_size)
5064                 return;
5065
5066         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5067                 char mbuf[64];
5068                 char *buf;
5069                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5070
5071                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5072                         continue;
5073
5074                 /*
5075                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5076                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5077                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5078                  *
5079                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5080                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5081                  * theoretically happen.
5082                  */
5083                 if (buffer)
5084                         buf = buffer;
5085                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5086                         buf = mbuf;
5087                 else {
5088                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5089                         if (WARN_ON(!buffer))
5090                                 continue;
5091                         buf = buffer;
5092                 }
5093
5094                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5095                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5096         }
5097
5098         if (buffer)
5099                 free_page((unsigned long)buffer);
5100 #endif
5101 }
5102
5103 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5104         .show = slab_attr_show,
5105         .store = slab_attr_store,
5106 };
5107
5108 static struct kobj_type slab_ktype = {
5109         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5110 };
5111
5112 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5113 {
5114         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5115
5116         if (ktype == &slab_ktype)
5117                 return 1;
5118         return 0;
5119 }
5120
5121 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5122         .filter = uevent_filter,
5123 };
5124
5125 static struct kset *slab_kset;
5126
5127 #define ID_STR_LENGTH 64
5128
5129 /* Create a unique string id for a slab cache:
5130  *
5131  * Format       :[flags-]size
5132  */
5133 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5134 {
5135         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5136         char *p = name;
5137
5138         BUG_ON(!name);
5139
5140         *p++ = ':';
5141         /*
5142          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5143          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5144          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5145          * are matched during merging to guarantee that the id is
5146          * unique.
5147          */
5148         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5149                 *p++ = 'd';
5150         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5151                 *p++ = 'a';
5152         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5153                 *p++ = 'F';
5154         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5155                 *p++ = 't';
5156         if (p != name + 1)
5157                 *p++ = '-';
5158         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5159
5160 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5161         if (!is_root_cache(s))
5162                 p += sprintf(p, "-%08d",
5163                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5164 #endif
5165
5166         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5167         return name;
5168 }
5169
5170 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5171 {
5172         int err;
5173         const char *name;
5174         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5175
5176         if (unmergeable) {
5177                 /*
5178                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5179                  * This is typically the case for debug situations. In that
5180                  * case we can catch duplicate names easily.
5181                  */
5182                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5183                 name = s->name;
5184         } else {
5185                 /*
5186                  * Create a unique name for the slab as a target
5187                  * for the symlinks.
5188                  */
5189                 name = create_unique_id(s);
5190         }
5191
5192         s->kobj.kset = slab_kset;
5193         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5194         if (err) {
5195                 kobject_put(&s->kobj);
5196                 return err;
5197         }
5198
5199         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5200         if (err) {
5201                 kobject_del(&s->kobj);
5202                 kobject_put(&s->kobj);
5203                 return err;
5204         }
5205         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5206         if (!unmergeable) {
5207                 /* Setup first alias */
5208                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5209                 kfree(name);
5210         }
5211         return 0;
5212 }
5213
5214 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5215 {
5216         if (slab_state < FULL)
5217                 /*
5218                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5219                  * cache from sysfs.
5220                  */
5221                 return;
5222
5223         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5224         kobject_del(&s->kobj);
5225         kobject_put(&s->kobj);
5226 }
5227
5228 /*
5229  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5230  * available lest we lose that information.
5231  */
5232 struct saved_alias {
5233         struct kmem_cache *s;
5234         const char *name;
5235         struct saved_alias *next;
5236 };
5237
5238 static struct saved_alias *alias_list;
5239
5240 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5241 {
5242         struct saved_alias *al;
5243
5244         if (slab_state == FULL) {
5245                 /*
5246                  * If we have a leftover link then remove it.
5247                  */
5248                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5249                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5250         }
5251
5252         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5253         if (!al)
5254                 return -ENOMEM;
5255
5256         al->s = s;
5257         al->name = name;
5258         al->next = alias_list;
5259         alias_list = al;
5260         return 0;
5261 }
5262
5263 static int __init slab_sysfs_init(void)
5264 {
5265         struct kmem_cache *s;
5266         int err;
5267
5268         mutex_lock(&slab_mutex);
5269
5270         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5271         if (!slab_kset) {
5272                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5273                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5274                 return -ENOSYS;
5275         }
5276
5277         slab_state = FULL;
5278
5279         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5280                 err = sysfs_slab_add(s);
5281                 if (err)
5282                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5283                                                 " to sysfs\n", s->name);
5284         }
5285
5286         while (alias_list) {
5287                 struct saved_alias *al = alias_list;
5288
5289                 alias_list = alias_list->next;
5290                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5291                 if (err)
5292                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5293                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5294                 kfree(al);
5295         }
5296
5297         mutex_unlock(&slab_mutex);
5298         resiliency_test();
5299         return 0;
5300 }
5301
5302 __initcall(slab_sysfs_init);
5303 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5304
5305 /*
5306  * The /proc/slabinfo ABI
5307  */
5308 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5309 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5310 {
5311         unsigned long nr_slabs = 0;
5312         unsigned long nr_objs = 0;
5313         unsigned long nr_free = 0;
5314         int node;
5315
5316         for_each_online_node(node) {
5317                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5318
5319                 if (!n)
5320                         continue;
5321
5322                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5323                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5324                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5325         }
5326
5327         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5328         sinfo->num_objs = nr_objs;
5329         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5330         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5331         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5332         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5333 }
5334
5335 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5336 {
5337 }
5338
5339 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5340                        size_t count, loff_t *ppos)
5341 {
5342         return -EIO;
5343 }
5344 #endif /* CONFIG_SLABINFO */