Merge branch 'slab/next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/penberg...
[linux.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         /*
228          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
229          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
230          */
231         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
240 {
241         return s->node[node];
242 }
243
244 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
245 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
246                                 struct page *page, const void *object)
247 {
248         void *base;
249
250         if (!object)
251                 return 1;
252
253         base = page_address(page);
254         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
255                 (object - base) % s->size) {
256                 return 0;
257         }
258
259         return 1;
260 }
261
262 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
263 {
264         return *(void **)(object + s->offset);
265 }
266
267 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         prefetch(object + s->offset);
270 }
271
272 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         void *p;
275
276 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
277         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
278 #else
279         p = get_freepointer(s, object);
280 #endif
281         return p;
282 }
283
284 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
285 {
286         *(void **)(object + s->offset) = fp;
287 }
288
289 /* Loop over all objects in a slab */
290 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
291         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
292                         __p += (__s)->size)
293
294 /* Determine object index from a given position */
295 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
296 {
297         return (p - addr) / s->size;
298 }
299
300 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
301 {
302 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
303         /*
304          * Debugging requires use of the padding between object
305          * and whatever may come after it.
306          */
307         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
308                 return s->object_size;
309
310 #endif
311         /*
312          * If we have the need to store the freelist pointer
313          * back there or track user information then we can
314          * only use the space before that information.
315          */
316         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
317                 return s->inuse;
318         /*
319          * Else we can use all the padding etc for the allocation
320          */
321         return s->size;
322 }
323
324 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
325 {
326         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
327 }
328
329 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
330                 unsigned long size, int reserved)
331 {
332         struct kmem_cache_order_objects x = {
333                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
334         };
335
336         return x;
337 }
338
339 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x >> OO_SHIFT;
342 }
343
344 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x & OO_MASK;
347 }
348
349 /*
350  * Per slab locking using the pagelock
351  */
352 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
353 {
354         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
358 {
359         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
363 {
364         struct page tmp;
365         tmp.counters = counters_new;
366         /*
367          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
368          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
369          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
370          * be careful and only assign to the fields we need.
371          */
372         page->frozen  = tmp.frozen;
373         page->inuse   = tmp.inuse;
374         page->objects = tmp.objects;
375 }
376
377 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
378 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
379                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
380                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
381                 const char *n)
382 {
383         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
384 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
385     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
386         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
387                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
388                         freelist_old, counters_old,
389                         freelist_new, counters_new))
390                 return 1;
391         } else
392 #endif
393         {
394                 slab_lock(page);
395                 if (page->freelist == freelist_old &&
396                                         page->counters == counters_old) {
397                         page->freelist = freelist_new;
398                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
399                         slab_unlock(page);
400                         return 1;
401                 }
402                 slab_unlock(page);
403         }
404
405         cpu_relax();
406         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
407
408 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
409         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
410 #endif
411
412         return 0;
413 }
414
415 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
416                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
417                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
418                 const char *n)
419 {
420 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
421     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
422         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
423                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
424                         freelist_old, counters_old,
425                         freelist_new, counters_new))
426                 return 1;
427         } else
428 #endif
429         {
430                 unsigned long flags;
431
432                 local_irq_save(flags);
433                 slab_lock(page);
434                 if (page->freelist == freelist_old &&
435                                         page->counters == counters_old) {
436                         page->freelist = freelist_new;
437                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
438                         slab_unlock(page);
439                         local_irq_restore(flags);
440                         return 1;
441                 }
442                 slab_unlock(page);
443                 local_irq_restore(flags);
444         }
445
446         cpu_relax();
447         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
448
449 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
450         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
451 #endif
452
453         return 0;
454 }
455
456 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
457 /*
458  * Determine a map of object in use on a page.
459  *
460  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
461  * not vanish from under us.
462  */
463 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
464 {
465         void *p;
466         void *addr = page_address(page);
467
468         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
469                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
470 }
471
472 /*
473  * Debug settings:
474  */
475 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
476 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
477 #else
478 static int slub_debug;
479 #endif
480
481 static char *slub_debug_slabs;
482 static int disable_higher_order_debug;
483
484 /*
485  * Object debugging
486  */
487 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
488 {
489         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
490                         length, 1);
491 }
492
493 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
494         enum track_item alloc)
495 {
496         struct track *p;
497
498         if (s->offset)
499                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
500         else
501                 p = object + s->inuse;
502
503         return p + alloc;
504 }
505
506 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
507                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
508 {
509         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
510
511         if (addr) {
512 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
513                 struct stack_trace trace;
514                 int i;
515
516                 trace.nr_entries = 0;
517                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
518                 trace.entries = p->addrs;
519                 trace.skip = 3;
520                 save_stack_trace(&trace);
521
522                 /* See rant in lockdep.c */
523                 if (trace.nr_entries != 0 &&
524                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
525                         trace.nr_entries--;
526
527                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
528                         p->addrs[i] = 0;
529 #endif
530                 p->addr = addr;
531                 p->cpu = smp_processor_id();
532                 p->pid = current->pid;
533                 p->when = jiffies;
534         } else
535                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
536 }
537
538 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
539 {
540         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
541                 return;
542
543         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
544         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
545 }
546
547 static void print_track(const char *s, struct track *t)
548 {
549         if (!t->addr)
550                 return;
551
552         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
553                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
554 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
555         {
556                 int i;
557                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
558                         if (t->addrs[i])
559                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
560                         else
561                                 break;
562         }
563 #endif
564 }
565
566 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
567 {
568         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
569                 return;
570
571         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
572         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
573 }
574
575 static void print_page_info(struct page *page)
576 {
577         printk(KERN_ERR
578                "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
579                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
580
581 }
582
583 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
584 {
585         va_list args;
586         char buf[100];
587
588         va_start(args, fmt);
589         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
590         va_end(args);
591         printk(KERN_ERR "========================================"
592                         "=====================================\n");
593         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
594         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
595                         "-------------------------------------\n\n");
596
597         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
598 }
599
600 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
601 {
602         va_list args;
603         char buf[100];
604
605         va_start(args, fmt);
606         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
607         va_end(args);
608         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
609 }
610
611 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
612 {
613         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
614         u8 *addr = page_address(page);
615
616         print_tracking(s, p);
617
618         print_page_info(page);
619
620         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
621                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
622
623         if (p > addr + 16)
624                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
625
626         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
627                                 PAGE_SIZE));
628         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
629                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
630                         s->inuse - s->object_size);
631
632         if (s->offset)
633                 off = s->offset + sizeof(void *);
634         else
635                 off = s->inuse;
636
637         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
638                 off += 2 * sizeof(struct track);
639
640         if (off != s->size)
641                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
642                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
643
644         dump_stack();
645 }
646
647 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
648                         u8 *object, char *reason)
649 {
650         slab_bug(s, "%s", reason);
651         print_trailer(s, page, object);
652 }
653
654 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
655                         const char *fmt, ...)
656 {
657         va_list args;
658         char buf[100];
659
660         va_start(args, fmt);
661         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
662         va_end(args);
663         slab_bug(s, "%s", buf);
664         print_page_info(page);
665         dump_stack();
666 }
667
668 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
669 {
670         u8 *p = object;
671
672         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
673                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
674                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
675         }
676
677         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
678                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
679 }
680
681 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
682                                                 void *from, void *to)
683 {
684         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
685         memset(from, data, to - from);
686 }
687
688 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
689                         u8 *object, char *what,
690                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
691 {
692         u8 *fault;
693         u8 *end;
694
695         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
696         if (!fault)
697                 return 1;
698
699         end = start + bytes;
700         while (end > fault && end[-1] == value)
701                 end--;
702
703         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
704         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
705                                         fault, end - 1, fault[0], value);
706         print_trailer(s, page, object);
707
708         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
709         return 0;
710 }
711
712 /*
713  * Object layout:
714  *
715  * object address
716  *      Bytes of the object to be managed.
717  *      If the freepointer may overlay the object then the free
718  *      pointer is the first word of the object.
719  *
720  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
721  *      0xa5 (POISON_END)
722  *
723  * object + s->object_size
724  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
725  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
726  *      object_size == inuse.
727  *
728  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
729  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
730  *
731  * object + s->inuse
732  *      Meta data starts here.
733  *
734  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
735  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
736  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
737  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
738  *              before the word boundary.
739  *
740  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
741  *
742  * object + s->size
743  *      Nothing is used beyond s->size.
744  *
745  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
746  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
747  * may be used with merged slabcaches.
748  */
749
750 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
751 {
752         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
753
754         if (s->offset)
755                 /* Freepointer is placed after the object. */
756                 off += sizeof(void *);
757
758         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
759                 /* We also have user information there */
760                 off += 2 * sizeof(struct track);
761
762         if (s->size == off)
763                 return 1;
764
765         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
766                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
767 }
768
769 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
770 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
771 {
772         u8 *start;
773         u8 *fault;
774         u8 *end;
775         int length;
776         int remainder;
777
778         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
779                 return 1;
780
781         start = page_address(page);
782         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
783         end = start + length;
784         remainder = length % s->size;
785         if (!remainder)
786                 return 1;
787
788         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
789         if (!fault)
790                 return 1;
791         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
792                 end--;
793
794         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
795         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
796
797         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
798         return 0;
799 }
800
801 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
802                                         void *object, u8 val)
803 {
804         u8 *p = object;
805         u8 *endobject = object + s->object_size;
806
807         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
808                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
809                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
810                         return 0;
811         } else {
812                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
813                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
814                                 endobject, POISON_INUSE,
815                                 s->inuse - s->object_size);
816                 }
817         }
818
819         if (s->flags & SLAB_POISON) {
820                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
821                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
822                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
823                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
824                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
825                         return 0;
826                 /*
827                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
828                  */
829                 check_pad_bytes(s, page, p);
830         }
831
832         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
833                 /*
834                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
835                  * freepointer while object is allocated.
836                  */
837                 return 1;
838
839         /* Check free pointer validity */
840         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
841                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
842                 /*
843                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
844                  * of the free objects in this slab. May cause
845                  * another error because the object count is now wrong.
846                  */
847                 set_freepointer(s, p, NULL);
848                 return 0;
849         }
850         return 1;
851 }
852
853 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
854 {
855         int maxobj;
856
857         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
858
859         if (!PageSlab(page)) {
860                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
861                 return 0;
862         }
863
864         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
865         if (page->objects > maxobj) {
866                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
867                         s->name, page->objects, maxobj);
868                 return 0;
869         }
870         if (page->inuse > page->objects) {
871                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
872                         s->name, page->inuse, page->objects);
873                 return 0;
874         }
875         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
876         slab_pad_check(s, page);
877         return 1;
878 }
879
880 /*
881  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
882  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
883  */
884 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
885 {
886         int nr = 0;
887         void *fp;
888         void *object = NULL;
889         unsigned long max_objects;
890
891         fp = page->freelist;
892         while (fp && nr <= page->objects) {
893                 if (fp == search)
894                         return 1;
895                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
896                         if (object) {
897                                 object_err(s, page, object,
898                                         "Freechain corrupt");
899                                 set_freepointer(s, object, NULL);
900                         } else {
901                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
902                                 page->freelist = NULL;
903                                 page->inuse = page->objects;
904                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
905                                 return 0;
906                         }
907                         break;
908                 }
909                 object = fp;
910                 fp = get_freepointer(s, object);
911                 nr++;
912         }
913
914         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
915         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
916                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
917
918         if (page->objects != max_objects) {
919                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
920                         "should be %d", page->objects, max_objects);
921                 page->objects = max_objects;
922                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
923         }
924         if (page->inuse != page->objects - nr) {
925                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
926                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
927                 page->inuse = page->objects - nr;
928                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
929         }
930         return search == NULL;
931 }
932
933 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
934                                                                 int alloc)
935 {
936         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
937                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
938                         s->name,
939                         alloc ? "alloc" : "free",
940                         object, page->inuse,
941                         page->freelist);
942
943                 if (!alloc)
944                         print_section("Object ", (void *)object,
945                                         s->object_size);
946
947                 dump_stack();
948         }
949 }
950
951 /*
952  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
953  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
954  */
955 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
956 {
957         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
958 }
959
960 static inline void kfree_hook(const void *x)
961 {
962         kmemleak_free(x);
963 }
964
965 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
966 {
967         flags &= gfp_allowed_mask;
968         lockdep_trace_alloc(flags);
969         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
970
971         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
972 }
973
974 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
975                                         gfp_t flags, void *object)
976 {
977         flags &= gfp_allowed_mask;
978         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
979         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
980 }
981
982 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
983 {
984         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
985
986         /*
987          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
988          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
989          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
990          */
991 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
992         {
993                 unsigned long flags;
994
995                 local_irq_save(flags);
996                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
997                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
998                 local_irq_restore(flags);
999         }
1000 #endif
1001         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1002                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1007  */
1008 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1009         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1010 {
1011         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1012                 return;
1013
1014         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1015         list_add(&page->lru, &n->full);
1016 }
1017
1018 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1019 {
1020         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1021                 return;
1022
1023         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1024         list_del(&page->lru);
1025 }
1026
1027 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1028 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1029 {
1030         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1031
1032         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1033 }
1034
1035 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1036 {
1037         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1038 }
1039
1040 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1041 {
1042         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1043
1044         /*
1045          * May be called early in order to allocate a slab for the
1046          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1047          * dilemma by deferring the increment of the count during
1048          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1049          */
1050         if (likely(n)) {
1051                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1052                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1053         }
1054 }
1055 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1056 {
1057         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1058
1059         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1060         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1061 }
1062
1063 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1064 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1065                                                                 void *object)
1066 {
1067         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1068                 return;
1069
1070         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1071         init_tracking(s, object);
1072 }
1073
1074 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1075                                         struct page *page,
1076                                         void *object, unsigned long addr)
1077 {
1078         if (!check_slab(s, page))
1079                 goto bad;
1080
1081         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1082                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1083                 goto bad;
1084         }
1085
1086         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1087                 goto bad;
1088
1089         /* Success perform special debug activities for allocs */
1090         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1091                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1092         trace(s, page, object, 1);
1093         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1094         return 1;
1095
1096 bad:
1097         if (PageSlab(page)) {
1098                 /*
1099                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1100                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1101                  * as used avoids touching the remaining objects.
1102                  */
1103                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1104                 page->inuse = page->objects;
1105                 page->freelist = NULL;
1106         }
1107         return 0;
1108 }
1109
1110 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1111         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1112         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1113 {
1114         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1115
1116         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1117         slab_lock(page);
1118
1119         if (!check_slab(s, page))
1120                 goto fail;
1121
1122         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1123                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1124                 goto fail;
1125         }
1126
1127         if (on_freelist(s, page, object)) {
1128                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1129                 goto fail;
1130         }
1131
1132         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1133                 goto out;
1134
1135         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1136                 if (!PageSlab(page)) {
1137                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1138                                 "outside of slab", object);
1139                 } else if (!page->slab_cache) {
1140                         printk(KERN_ERR
1141                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1142                                                 object);
1143                         dump_stack();
1144                 } else
1145                         object_err(s, page, object,
1146                                         "page slab pointer corrupt.");
1147                 goto fail;
1148         }
1149
1150         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1151                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1152         trace(s, page, object, 0);
1153         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1154 out:
1155         slab_unlock(page);
1156         /*
1157          * Keep node_lock to preserve integrity
1158          * until the object is actually freed
1159          */
1160         return n;
1161
1162 fail:
1163         slab_unlock(page);
1164         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1165         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1166         return NULL;
1167 }
1168
1169 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1170 {
1171         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1172         if (*str++ != '=' || !*str)
1173                 /*
1174                  * No options specified. Switch on full debugging.
1175                  */
1176                 goto out;
1177
1178         if (*str == ',')
1179                 /*
1180                  * No options but restriction on slabs. This means full
1181                  * debugging for slabs matching a pattern.
1182                  */
1183                 goto check_slabs;
1184
1185         if (tolower(*str) == 'o') {
1186                 /*
1187                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1188                  * would increase as a result.
1189                  */
1190                 disable_higher_order_debug = 1;
1191                 goto out;
1192         }
1193
1194         slub_debug = 0;
1195         if (*str == '-')
1196                 /*
1197                  * Switch off all debugging measures.
1198                  */
1199                 goto out;
1200
1201         /*
1202          * Determine which debug features should be switched on
1203          */
1204         for (; *str && *str != ','; str++) {
1205                 switch (tolower(*str)) {
1206                 case 'f':
1207                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1208                         break;
1209                 case 'z':
1210                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1211                         break;
1212                 case 'p':
1213                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1214                         break;
1215                 case 'u':
1216                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1217                         break;
1218                 case 't':
1219                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1220                         break;
1221                 case 'a':
1222                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1223                         break;
1224                 default:
1225                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1226                                 "unknown. skipped\n", *str);
1227                 }
1228         }
1229
1230 check_slabs:
1231         if (*str == ',')
1232                 slub_debug_slabs = str + 1;
1233 out:
1234         return 1;
1235 }
1236
1237 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1238
1239 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1240         unsigned long flags, const char *name,
1241         void (*ctor)(void *))
1242 {
1243         /*
1244          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1245          */
1246         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1247                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1248                 flags |= slub_debug;
1249
1250         return flags;
1251 }
1252 #else
1253 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1254                         struct page *page, void *object) {}
1255
1256 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1257         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1258
1259 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1260         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1261         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1262
1263 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1264                         { return 1; }
1265 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1266                         void *object, u8 val) { return 1; }
1267 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1268                                         struct page *page) {}
1269 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1270                                         struct page *page) {}
1271 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1272         unsigned long flags, const char *name,
1273         void (*ctor)(void *))
1274 {
1275         return flags;
1276 }
1277 #define slub_debug 0
1278
1279 #define disable_higher_order_debug 0
1280
1281 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1282                                                         { return 0; }
1283 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1284                                                         { return 0; }
1285 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1286                                                         int objects) {}
1287 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1288                                                         int objects) {}
1289
1290 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1291 {
1292         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1293 }
1294
1295 static inline void kfree_hook(const void *x)
1296 {
1297         kmemleak_free(x);
1298 }
1299
1300 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1301                                                         { return 0; }
1302
1303 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1304                 void *object)
1305 {
1306         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags,
1307                 flags & gfp_allowed_mask);
1308 }
1309
1310 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1311 {
1312         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1313 }
1314
1315 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1316
1317 /*
1318  * Slab allocation and freeing
1319  */
1320 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1321                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1322 {
1323         int order = oo_order(oo);
1324
1325         flags |= __GFP_NOTRACK;
1326
1327         if (node == NUMA_NO_NODE)
1328                 return alloc_pages(flags, order);
1329         else
1330                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1331 }
1332
1333 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1334 {
1335         struct page *page;
1336         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1337         gfp_t alloc_gfp;
1338
1339         flags &= gfp_allowed_mask;
1340
1341         if (flags & __GFP_WAIT)
1342                 local_irq_enable();
1343
1344         flags |= s->allocflags;
1345
1346         /*
1347          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1348          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1349          */
1350         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1351
1352         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1353         if (unlikely(!page)) {
1354                 oo = s->min;
1355                 alloc_gfp = flags;
1356                 /*
1357                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1358                  * Try a lower order alloc if possible
1359                  */
1360                 page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1361
1362                 if (page)
1363                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1364         }
1365
1366         if (kmemcheck_enabled && page
1367                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1368                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1369
1370                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1371
1372                 /*
1373                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1374                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1375                  */
1376                 if (s->ctor)
1377                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1378                 else
1379                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1380         }
1381
1382         if (flags & __GFP_WAIT)
1383                 local_irq_disable();
1384         if (!page)
1385                 return NULL;
1386
1387         page->objects = oo_objects(oo);
1388         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1389                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1390                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1391                 1 << oo_order(oo));
1392
1393         return page;
1394 }
1395
1396 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1397                                 void *object)
1398 {
1399         setup_object_debug(s, page, object);
1400         if (unlikely(s->ctor))
1401                 s->ctor(object);
1402 }
1403
1404 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1405 {
1406         struct page *page;
1407         void *start;
1408         void *last;
1409         void *p;
1410         int order;
1411
1412         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1413
1414         page = allocate_slab(s,
1415                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1416         if (!page)
1417                 goto out;
1418
1419         order = compound_order(page);
1420         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1421         memcg_bind_pages(s, order);
1422         page->slab_cache = s;
1423         __SetPageSlab(page);
1424         if (page->pfmemalloc)
1425                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1426
1427         start = page_address(page);
1428
1429         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1430                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1431
1432         last = start;
1433         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1434                 setup_object(s, page, last);
1435                 set_freepointer(s, last, p);
1436                 last = p;
1437         }
1438         setup_object(s, page, last);
1439         set_freepointer(s, last, NULL);
1440
1441         page->freelist = start;
1442         page->inuse = page->objects;
1443         page->frozen = 1;
1444 out:
1445         return page;
1446 }
1447
1448 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1449 {
1450         int order = compound_order(page);
1451         int pages = 1 << order;
1452
1453         if (kmem_cache_debug(s)) {
1454                 void *p;
1455
1456                 slab_pad_check(s, page);
1457                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1458                                                 page->objects)
1459                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1460         }
1461
1462         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1463
1464         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1465                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1466                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1467                 -pages);
1468
1469         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1470         __ClearPageSlab(page);
1471
1472         memcg_release_pages(s, order);
1473         page_mapcount_reset(page);
1474         if (current->reclaim_state)
1475                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1476         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1477 }
1478
1479 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1480         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1481
1482 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1483 {
1484         struct page *page;
1485
1486         if (need_reserve_slab_rcu)
1487                 page = virt_to_head_page(h);
1488         else
1489                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1490
1491         __free_slab(page->slab_cache, page);
1492 }
1493
1494 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1495 {
1496         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1497                 struct rcu_head *head;
1498
1499                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1500                         int order = compound_order(page);
1501                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1502
1503                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1504                         head = page_address(page) + offset;
1505                 } else {
1506                         /*
1507                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1508                          */
1509                         head = (void *)&page->lru;
1510                 }
1511
1512                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1513         } else
1514                 __free_slab(s, page);
1515 }
1516
1517 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1518 {
1519         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1520         free_slab(s, page);
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Management of partially allocated slabs.
1525  */
1526 static inline void
1527 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1528 {
1529         n->nr_partial++;
1530         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1531                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1532         else
1533                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1534 }
1535
1536 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1537                                 struct page *page, int tail)
1538 {
1539         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1540         __add_partial(n, page, tail);
1541 }
1542
1543 static inline void
1544 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1545 {
1546         list_del(&page->lru);
1547         n->nr_partial--;
1548 }
1549
1550 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1551                                         struct page *page)
1552 {
1553         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1554         __remove_partial(n, page);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1559  * return the pointer to the freelist.
1560  *
1561  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1562  */
1563 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1564                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1565                 int mode, int *objects)
1566 {
1567         void *freelist;
1568         unsigned long counters;
1569         struct page new;
1570
1571         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1572
1573         /*
1574          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1575          * The old freelist is the list of objects for the
1576          * per cpu allocation list.
1577          */
1578         freelist = page->freelist;
1579         counters = page->counters;
1580         new.counters = counters;
1581         *objects = new.objects - new.inuse;
1582         if (mode) {
1583                 new.inuse = page->objects;
1584                 new.freelist = NULL;
1585         } else {
1586                 new.freelist = freelist;
1587         }
1588
1589         VM_BUG_ON(new.frozen);
1590         new.frozen = 1;
1591
1592         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1593                         freelist, counters,
1594                         new.freelist, new.counters,
1595                         "acquire_slab"))
1596                 return NULL;
1597
1598         remove_partial(n, page);
1599         WARN_ON(!freelist);
1600         return freelist;
1601 }
1602
1603 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1604 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1605
1606 /*
1607  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1608  */
1609 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1610                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1611 {
1612         struct page *page, *page2;
1613         void *object = NULL;
1614         int available = 0;
1615         int objects;
1616
1617         /*
1618          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1619          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1620          * partial slab and there is none available then get_partials()
1621          * will return NULL.
1622          */
1623         if (!n || !n->nr_partial)
1624                 return NULL;
1625
1626         spin_lock(&n->list_lock);
1627         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1628                 void *t;
1629
1630                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1631                         continue;
1632
1633                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1634                 if (!t)
1635                         break;
1636
1637                 available += objects;
1638                 if (!object) {
1639                         c->page = page;
1640                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1641                         object = t;
1642                 } else {
1643                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1644                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1645                 }
1646                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1647                         || available > s->cpu_partial / 2)
1648                         break;
1649
1650         }
1651         spin_unlock(&n->list_lock);
1652         return object;
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1657  */
1658 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1659                 struct kmem_cache_cpu *c)
1660 {
1661 #ifdef CONFIG_NUMA
1662         struct zonelist *zonelist;
1663         struct zoneref *z;
1664         struct zone *zone;
1665         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1666         void *object;
1667         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1668
1669         /*
1670          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1671          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1672          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1673          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1674          *
1675          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1676          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1677          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1678          * from other nodes and filled up.
1679          *
1680          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1681          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1682          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1683          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1684          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1685          * with available objects.
1686          */
1687         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1688                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1689                 return NULL;
1690
1691         do {
1692                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1693                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1694                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1695                         struct kmem_cache_node *n;
1696
1697                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1698
1699                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1700                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1701                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1702                                 if (object) {
1703                                         /*
1704                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1705                                          * here - if mems_allowed was updated in
1706                                          * parallel, that was a harmless race
1707                                          * between allocation and the cpuset
1708                                          * update
1709                                          */
1710                                         return object;
1711                                 }
1712                         }
1713                 }
1714         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1715 #endif
1716         return NULL;
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Get a partial page, lock it and return it.
1721  */
1722 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1723                 struct kmem_cache_cpu *c)
1724 {
1725         void *object;
1726         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1727
1728         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1729         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1730                 return object;
1731
1732         return get_any_partial(s, flags, c);
1733 }
1734
1735 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1736 /*
1737  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1738  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1739  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1740  */
1741 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1742 #else
1743 /*
1744  * No preemption supported therefore also no need to check for
1745  * different cpus.
1746  */
1747 #define TID_STEP 1
1748 #endif
1749
1750 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1751 {
1752         return tid + TID_STEP;
1753 }
1754
1755 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1756 {
1757         return tid % TID_STEP;
1758 }
1759
1760 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1761 {
1762         return tid / TID_STEP;
1763 }
1764
1765 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1766 {
1767         return cpu;
1768 }
1769
1770 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1771                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1772 {
1773 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1774         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1775
1776         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1777
1778 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1779         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1780                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1781                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1782         else
1783 #endif
1784         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1785                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1786                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1787         else
1788                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1789                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1790 #endif
1791         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1792 }
1793
1794 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1795 {
1796         int cpu;
1797
1798         for_each_possible_cpu(cpu)
1799                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1800 }
1801
1802 /*
1803  * Remove the cpu slab
1804  */
1805 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1806                                 void *freelist)
1807 {
1808         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1809         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1810         int lock = 0;
1811         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1812         void *nextfree;
1813         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1814         struct page new;
1815         struct page old;
1816
1817         if (page->freelist) {
1818                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1819                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1820         }
1821
1822         /*
1823          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1824          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1825          * last one.
1826          *
1827          * There is no need to take the list->lock because the page
1828          * is still frozen.
1829          */
1830         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1831                 void *prior;
1832                 unsigned long counters;
1833
1834                 do {
1835                         prior = page->freelist;
1836                         counters = page->counters;
1837                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1838                         new.counters = counters;
1839                         new.inuse--;
1840                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1841
1842                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1843                         prior, counters,
1844                         freelist, new.counters,
1845                         "drain percpu freelist"));
1846
1847                 freelist = nextfree;
1848         }
1849
1850         /*
1851          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1852          * list presence reflects the actual number of objects
1853          * during unfreeze.
1854          *
1855          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1856          * with the count. If there is a mismatch then the page
1857          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1858          *
1859          * Then we restart the process which may have to remove
1860          * the page from the list that we just put it on again
1861          * because the number of objects in the slab may have
1862          * changed.
1863          */
1864 redo:
1865
1866         old.freelist = page->freelist;
1867         old.counters = page->counters;
1868         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1869
1870         /* Determine target state of the slab */
1871         new.counters = old.counters;
1872         if (freelist) {
1873                 new.inuse--;
1874                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1875                 new.freelist = freelist;
1876         } else
1877                 new.freelist = old.freelist;
1878
1879         new.frozen = 0;
1880
1881         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1882                 m = M_FREE;
1883         else if (new.freelist) {
1884                 m = M_PARTIAL;
1885                 if (!lock) {
1886                         lock = 1;
1887                         /*
1888                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1889                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1890                          * is frozen
1891                          */
1892                         spin_lock(&n->list_lock);
1893                 }
1894         } else {
1895                 m = M_FULL;
1896                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1897                         lock = 1;
1898                         /*
1899                          * This also ensures that the scanning of full
1900                          * slabs from diagnostic functions will not see
1901                          * any frozen slabs.
1902                          */
1903                         spin_lock(&n->list_lock);
1904                 }
1905         }
1906
1907         if (l != m) {
1908
1909                 if (l == M_PARTIAL)
1910
1911                         remove_partial(n, page);
1912
1913                 else if (l == M_FULL)
1914
1915                         remove_full(s, n, page);
1916
1917                 if (m == M_PARTIAL) {
1918
1919                         add_partial(n, page, tail);
1920                         stat(s, tail);
1921
1922                 } else if (m == M_FULL) {
1923
1924                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1925                         add_full(s, n, page);
1926
1927                 }
1928         }
1929
1930         l = m;
1931         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1932                                 old.freelist, old.counters,
1933                                 new.freelist, new.counters,
1934                                 "unfreezing slab"))
1935                 goto redo;
1936
1937         if (lock)
1938                 spin_unlock(&n->list_lock);
1939
1940         if (m == M_FREE) {
1941                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1942                 discard_slab(s, page);
1943                 stat(s, FREE_SLAB);
1944         }
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1949  *
1950  * This function must be called with interrupts disabled
1951  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1952  * to guarantee no concurrent accesses).
1953  */
1954 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1955                 struct kmem_cache_cpu *c)
1956 {
1957 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1958         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1959         struct page *page, *discard_page = NULL;
1960
1961         while ((page = c->partial)) {
1962                 struct page new;
1963                 struct page old;
1964
1965                 c->partial = page->next;
1966
1967                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1968                 if (n != n2) {
1969                         if (n)
1970                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1971
1972                         n = n2;
1973                         spin_lock(&n->list_lock);
1974                 }
1975
1976                 do {
1977
1978                         old.freelist = page->freelist;
1979                         old.counters = page->counters;
1980                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1981
1982                         new.counters = old.counters;
1983                         new.freelist = old.freelist;
1984
1985                         new.frozen = 0;
1986
1987                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1988                                 old.freelist, old.counters,
1989                                 new.freelist, new.counters,
1990                                 "unfreezing slab"));
1991
1992                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1993                         page->next = discard_page;
1994                         discard_page = page;
1995                 } else {
1996                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1997                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1998                 }
1999         }
2000
2001         if (n)
2002                 spin_unlock(&n->list_lock);
2003
2004         while (discard_page) {
2005                 page = discard_page;
2006                 discard_page = discard_page->next;
2007
2008                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2009                 discard_slab(s, page);
2010                 stat(s, FREE_SLAB);
2011         }
2012 #endif
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2017  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2018  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2019  * onto a random cpus partial slot.
2020  *
2021  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2022  * per node partial list.
2023  */
2024 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2025 {
2026 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2027         struct page *oldpage;
2028         int pages;
2029         int pobjects;
2030
2031         do {
2032                 pages = 0;
2033                 pobjects = 0;
2034                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2035
2036                 if (oldpage) {
2037                         pobjects = oldpage->pobjects;
2038                         pages = oldpage->pages;
2039                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2040                                 unsigned long flags;
2041                                 /*
2042                                  * partial array is full. Move the existing
2043                                  * set to the per node partial list.
2044                                  */
2045                                 local_irq_save(flags);
2046                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2047                                 local_irq_restore(flags);
2048                                 oldpage = NULL;
2049                                 pobjects = 0;
2050                                 pages = 0;
2051                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2052                         }
2053                 }
2054
2055                 pages++;
2056                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2057
2058                 page->pages = pages;
2059                 page->pobjects = pobjects;
2060                 page->next = oldpage;
2061
2062         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2063                                                                 != oldpage);
2064 #endif
2065 }
2066
2067 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2068 {
2069         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2070         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2071
2072         c->tid = next_tid(c->tid);
2073         c->page = NULL;
2074         c->freelist = NULL;
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Flush cpu slab.
2079  *
2080  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2081  */
2082 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2083 {
2084         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2085
2086         if (likely(c)) {
2087                 if (c->page)
2088                         flush_slab(s, c);
2089
2090                 unfreeze_partials(s, c);
2091         }
2092 }
2093
2094 static void flush_cpu_slab(void *d)
2095 {
2096         struct kmem_cache *s = d;
2097
2098         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2099 }
2100
2101 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2102 {
2103         struct kmem_cache *s = info;
2104         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2105
2106         return c->page || c->partial;
2107 }
2108
2109 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2110 {
2111         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2112 }
2113
2114 /*
2115  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2116  * locality expectations.
2117  */
2118 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2119 {
2120 #ifdef CONFIG_NUMA
2121         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2122                 return 0;
2123 #endif
2124         return 1;
2125 }
2126
2127 static int count_free(struct page *page)
2128 {
2129         return page->objects - page->inuse;
2130 }
2131
2132 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2133                                         int (*get_count)(struct page *))
2134 {
2135         unsigned long flags;
2136         unsigned long x = 0;
2137         struct page *page;
2138
2139         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2140         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2141                 x += get_count(page);
2142         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2143         return x;
2144 }
2145
2146 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2147 {
2148 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2149         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2150 #else
2151         return 0;
2152 #endif
2153 }
2154
2155 static noinline void
2156 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2157 {
2158         int node;
2159
2160         printk(KERN_WARNING
2161                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2162                 nid, gfpflags);
2163         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2164                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2165                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2166
2167         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2168                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2169                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2170
2171         for_each_online_node(node) {
2172                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2173                 unsigned long nr_slabs;
2174                 unsigned long nr_objs;
2175                 unsigned long nr_free;
2176
2177                 if (!n)
2178                         continue;
2179
2180                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2181                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2182                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2183
2184                 printk(KERN_WARNING
2185                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2186                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2187         }
2188 }
2189
2190 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2191                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2192 {
2193         void *freelist;
2194         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2195         struct page *page;
2196
2197         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2198
2199         if (freelist)
2200                 return freelist;
2201
2202         page = new_slab(s, flags, node);
2203         if (page) {
2204                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2205                 if (c->page)
2206                         flush_slab(s, c);
2207
2208                 /*
2209                  * No other reference to the page yet so we can
2210                  * muck around with it freely without cmpxchg
2211                  */
2212                 freelist = page->freelist;
2213                 page->freelist = NULL;
2214
2215                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2216                 c->page = page;
2217                 *pc = c;
2218         } else
2219                 freelist = NULL;
2220
2221         return freelist;
2222 }
2223
2224 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2225 {
2226         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2227                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2228
2229         return true;
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2234  * per cpu freelist or deactivate the page.
2235  *
2236  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2237  *
2238  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2239  *
2240  * This function must be called with interrupt disabled.
2241  */
2242 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2243 {
2244         struct page new;
2245         unsigned long counters;
2246         void *freelist;
2247
2248         do {
2249                 freelist = page->freelist;
2250                 counters = page->counters;
2251
2252                 new.counters = counters;
2253                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2254
2255                 new.inuse = page->objects;
2256                 new.frozen = freelist != NULL;
2257
2258         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2259                 freelist, counters,
2260                 NULL, new.counters,
2261                 "get_freelist"));
2262
2263         return freelist;
2264 }
2265
2266 /*
2267  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2268  * debugging duties.
2269  *
2270  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2271  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2272  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2273  *
2274  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2275  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2276  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2277  *
2278  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2279  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2280  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2281  */
2282 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2283                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2284 {
2285         void *freelist;
2286         struct page *page;
2287         unsigned long flags;
2288
2289         local_irq_save(flags);
2290 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2291         /*
2292          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2293          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2294          * pointer.
2295          */
2296         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2297 #endif
2298
2299         page = c->page;
2300         if (!page)
2301                 goto new_slab;
2302 redo:
2303
2304         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2305                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2306                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2307                 c->page = NULL;
2308                 c->freelist = NULL;
2309                 goto new_slab;
2310         }
2311
2312         /*
2313          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2314          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2315          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2316          */
2317         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2318                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2319                 c->page = NULL;
2320                 c->freelist = NULL;
2321                 goto new_slab;
2322         }
2323
2324         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2325         freelist = c->freelist;
2326         if (freelist)
2327                 goto load_freelist;
2328
2329         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2330
2331         freelist = get_freelist(s, page);
2332
2333         if (!freelist) {
2334                 c->page = NULL;
2335                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2336                 goto new_slab;
2337         }
2338
2339         stat(s, ALLOC_REFILL);
2340
2341 load_freelist:
2342         /*
2343          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2344          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2345          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2346          */
2347         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2348         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2349         c->tid = next_tid(c->tid);
2350         local_irq_restore(flags);
2351         return freelist;
2352
2353 new_slab:
2354
2355         if (c->partial) {
2356                 page = c->page = c->partial;
2357                 c->partial = page->next;
2358                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2359                 c->freelist = NULL;
2360                 goto redo;
2361         }
2362
2363         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2364
2365         if (unlikely(!freelist)) {
2366                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2367                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2368
2369                 local_irq_restore(flags);
2370                 return NULL;
2371         }
2372
2373         page = c->page;
2374         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2375                 goto load_freelist;
2376
2377         /* Only entered in the debug case */
2378         if (kmem_cache_debug(s) &&
2379                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2380                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2381
2382         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2383         c->page = NULL;
2384         c->freelist = NULL;
2385         local_irq_restore(flags);
2386         return freelist;
2387 }
2388
2389 /*
2390  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2391  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2392  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2393  *
2394  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2395  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2396  *
2397  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2398  */
2399 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2400                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2401 {
2402         void **object;
2403         struct kmem_cache_cpu *c;
2404         struct page *page;
2405         unsigned long tid;
2406
2407         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2408                 return NULL;
2409
2410         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2411 redo:
2412         /*
2413          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2414          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2415          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2416          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2417          *
2418          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2419          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2420          * on a different processor between the determination of the pointer
2421          * and the retrieval of the tid.
2422          */
2423         preempt_disable();
2424         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2425
2426         /*
2427          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2428          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2429          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2430          * linked list in between.
2431          */
2432         tid = c->tid;
2433         preempt_enable();
2434
2435         object = c->freelist;
2436         page = c->page;
2437         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2438                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2439
2440         else {
2441                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2442
2443                 /*
2444                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2445                  * operation and if we are on the right processor.
2446                  *
2447                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2448                  * semantics!)
2449                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2450                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2451                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2452                  *
2453                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2454                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2455                  * other cpus.
2456                  */
2457                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2458                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2459                                 object, tid,
2460                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2461
2462                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2463                         goto redo;
2464                 }
2465                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2466                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2467         }
2468
2469         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2470                 memset(object, 0, s->object_size);
2471
2472         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2473
2474         return object;
2475 }
2476
2477 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2478                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2479 {
2480         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2481 }
2482
2483 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2484 {
2485         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2486
2487         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2488                                 s->size, gfpflags);
2489
2490         return ret;
2491 }
2492 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2493
2494 #ifdef CONFIG_TRACING
2495 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2496 {
2497         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2498         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2499         return ret;
2500 }
2501 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2502 #endif
2503
2504 #ifdef CONFIG_NUMA
2505 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2506 {
2507         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2508
2509         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2510                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2511
2512         return ret;
2513 }
2514 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2515
2516 #ifdef CONFIG_TRACING
2517 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2518                                     gfp_t gfpflags,
2519                                     int node, size_t size)
2520 {
2521         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2522
2523         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2524                            size, s->size, gfpflags, node);
2525         return ret;
2526 }
2527 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2528 #endif
2529 #endif
2530
2531 /*
2532  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2533  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2534  *
2535  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2536  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2537  * handling required then we can return immediately.
2538  */
2539 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2540                         void *x, unsigned long addr)
2541 {
2542         void *prior;
2543         void **object = (void *)x;
2544         int was_frozen;
2545         struct page new;
2546         unsigned long counters;
2547         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2548         unsigned long uninitialized_var(flags);
2549
2550         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2551
2552         if (kmem_cache_debug(s) &&
2553                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2554                 return;
2555
2556         do {
2557                 if (unlikely(n)) {
2558                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2559                         n = NULL;
2560                 }
2561                 prior = page->freelist;
2562                 counters = page->counters;
2563                 set_freepointer(s, object, prior);
2564                 new.counters = counters;
2565                 was_frozen = new.frozen;
2566                 new.inuse--;
2567                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2568
2569                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2570
2571                                 /*
2572                                  * Slab was on no list before and will be
2573                                  * partially empty
2574                                  * We can defer the list move and instead
2575                                  * freeze it.
2576                                  */
2577                                 new.frozen = 1;
2578
2579                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2580
2581                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2582                                 /*
2583                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2584                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2585                                  * drop the list_lock without any processing.
2586                                  *
2587                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2588                                  * other processors updating the list of slabs.
2589                                  */
2590                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2591
2592                         }
2593                 }
2594
2595         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2596                 prior, counters,
2597                 object, new.counters,
2598                 "__slab_free"));
2599
2600         if (likely(!n)) {
2601
2602                 /*
2603                  * If we just froze the page then put it onto the
2604                  * per cpu partial list.
2605                  */
2606                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2607                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2608                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2609                 }
2610                 /*
2611                  * The list lock was not taken therefore no list
2612                  * activity can be necessary.
2613                  */
2614                 if (was_frozen)
2615                         stat(s, FREE_FROZEN);
2616                 return;
2617         }
2618
2619         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2620                 goto slab_empty;
2621
2622         /*
2623          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2624          * then add it.
2625          */
2626         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2627                 if (kmem_cache_debug(s))
2628                         remove_full(s, n, page);
2629                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2630                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2631         }
2632         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2633         return;
2634
2635 slab_empty:
2636         if (prior) {
2637                 /*
2638                  * Slab on the partial list.
2639                  */
2640                 remove_partial(n, page);
2641                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2642         } else {
2643                 /* Slab must be on the full list */
2644                 remove_full(s, n, page);
2645         }
2646
2647         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2648         stat(s, FREE_SLAB);
2649         discard_slab(s, page);
2650 }
2651
2652 /*
2653  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2654  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2655  *
2656  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2657  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2658  * the item before.
2659  *
2660  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2661  * with all sorts of special processing.
2662  */
2663 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2664                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2665 {
2666         void **object = (void *)x;
2667         struct kmem_cache_cpu *c;
2668         unsigned long tid;
2669
2670         slab_free_hook(s, x);
2671
2672 redo:
2673         /*
2674          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2675          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2676          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2677          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2678          */
2679         preempt_disable();
2680         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2681
2682         tid = c->tid;
2683         preempt_enable();
2684
2685         if (likely(page == c->page)) {
2686                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2687
2688                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2689                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2690                                 c->freelist, tid,
2691                                 object, next_tid(tid)))) {
2692
2693                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2694                         goto redo;
2695                 }
2696                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2697         } else
2698                 __slab_free(s, page, x, addr);
2699
2700 }
2701
2702 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2703 {
2704         s = cache_from_obj(s, x);
2705         if (!s)
2706                 return;
2707         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2708         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2709 }
2710 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2711
2712 /*
2713  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2714  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2715  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2716  * another.
2717  *
2718  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2719  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2720  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2721  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2722  * locking overhead.
2723  */
2724
2725 /*
2726  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2727  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2728  * and increases the number of allocations possible without having to
2729  * take the list_lock.
2730  */
2731 static int slub_min_order;
2732 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2733 static int slub_min_objects;
2734
2735 /*
2736  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2737  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2738  */
2739 static int slub_nomerge;
2740
2741 /*
2742  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2743  *
2744  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2745  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2746  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2747  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2748  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2749  * would be wasted.
2750  *
2751  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2752  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2753  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2754  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2755  *
2756  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2757  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2758  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2759  * of space in favor of a small page order.
2760  *
2761  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2762  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2763  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2764  * the smallest order which will fit the object.
2765  */
2766 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2767                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2768 {
2769         int order;
2770         int rem;
2771         int min_order = slub_min_order;
2772
2773         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2774                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2775
2776         for (order = max(min_order,
2777                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2778                         order <= max_order; order++) {
2779
2780                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2781
2782                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2783                         continue;
2784
2785                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2786
2787                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2788                         break;
2789
2790         }
2791
2792         return order;
2793 }
2794
2795 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2796 {
2797         int order;
2798         int min_objects;
2799         int fraction;
2800         int max_objects;
2801
2802         /*
2803          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2804          * works by first attempting to generate a layout with
2805          * the best configuration and backing off gradually.
2806          *
2807          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2808          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2809          */
2810         min_objects = slub_min_objects;
2811         if (!min_objects)
2812                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2813         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2814         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2815
2816         while (min_objects > 1) {
2817                 fraction = 16;
2818                 while (fraction >= 4) {
2819                         order = slab_order(size, min_objects,
2820                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2821                         if (order <= slub_max_order)
2822                                 return order;
2823                         fraction /= 2;
2824                 }
2825                 min_objects--;
2826         }
2827
2828         /*
2829          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2830          * lets see if we can place a single object there.
2831          */
2832         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2833         if (order <= slub_max_order)
2834                 return order;
2835
2836         /*
2837          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2838          */
2839         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2840         if (order < MAX_ORDER)
2841                 return order;
2842         return -ENOSYS;
2843 }
2844
2845 static void
2846 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2847 {
2848         n->nr_partial = 0;
2849         spin_lock_init(&n->list_lock);
2850         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2851 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2852         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2853         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2854         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2855 #endif
2856 }
2857
2858 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2859 {
2860         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2861                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2862
2863         /*
2864          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2865          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2866          */
2867         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2868                                      2 * sizeof(void *));
2869
2870         if (!s->cpu_slab)
2871                 return 0;
2872
2873         init_kmem_cache_cpus(s);
2874
2875         return 1;
2876 }
2877
2878 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2879
2880 /*
2881  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2882  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2883  * possible.
2884  *
2885  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2886  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2887  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2888  */
2889 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2890 {
2891         struct page *page;
2892         struct kmem_cache_node *n;
2893
2894         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2895
2896         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2897
2898         BUG_ON(!page);
2899         if (page_to_nid(page) != node) {
2900                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2901                                 "node %d\n", node);
2902                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2903                                 "in order to be able to continue\n");
2904         }
2905
2906         n = page->freelist;
2907         BUG_ON(!n);
2908         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2909         page->inuse = 1;
2910         page->frozen = 0;
2911         kmem_cache_node->node[node] = n;
2912 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2913         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2914         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2915 #endif
2916         init_kmem_cache_node(n);
2917         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2918
2919         /*
2920          * No locks need to be taken here as it has just been
2921          * initialized and there is no concurrent access.
2922          */
2923         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2924 }
2925
2926 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2927 {
2928         int node;
2929
2930         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2931                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2932
2933                 if (n)
2934                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2935
2936                 s->node[node] = NULL;
2937         }
2938 }
2939
2940 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2941 {
2942         int node;
2943
2944         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2945                 struct kmem_cache_node *n;
2946
2947                 if (slab_state == DOWN) {
2948                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2949                         continue;
2950                 }
2951                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2952                                                 GFP_KERNEL, node);
2953
2954                 if (!n) {
2955                         free_kmem_cache_nodes(s);
2956                         return 0;
2957                 }
2958
2959                 s->node[node] = n;
2960                 init_kmem_cache_node(n);
2961         }
2962         return 1;
2963 }
2964
2965 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2966 {
2967         if (min < MIN_PARTIAL)
2968                 min = MIN_PARTIAL;
2969         else if (min > MAX_PARTIAL)
2970                 min = MAX_PARTIAL;
2971         s->min_partial = min;
2972 }
2973
2974 /*
2975  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2976  * a slab object.
2977  */
2978 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2979 {
2980         unsigned long flags = s->flags;
2981         unsigned long size = s->object_size;
2982         int order;
2983
2984         /*
2985          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2986          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2987          * the possible location of the free pointer.
2988          */
2989         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2990
2991 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2992         /*
2993          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2994          * the slab may touch the object after free or before allocation
2995          * then we should never poison the object itself.
2996          */
2997         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2998                         !s->ctor)
2999                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3000         else
3001                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3002
3003
3004         /*
3005          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3006          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3007          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3008          */
3009         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3010                 size += sizeof(void *);
3011 #endif
3012
3013         /*
3014          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3015          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3016          */
3017         s->inuse = size;
3018
3019         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3020                 s->ctor)) {
3021                 /*
3022                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3023                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3024                  * kmem_cache_free.
3025                  *
3026                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3027                  * destructor or are poisoning the objects.
3028                  */
3029                 s->offset = size;
3030                 size += sizeof(void *);
3031         }
3032
3033 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3034         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3035                 /*
3036                  * Need to store information about allocs and frees after
3037                  * the object.
3038                  */
3039                 size += 2 * sizeof(struct track);
3040
3041         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3042                 /*
3043                  * Add some empty padding so that we can catch
3044                  * overwrites from earlier objects rather than let
3045                  * tracking information or the free pointer be
3046                  * corrupted if a user writes before the start
3047                  * of the object.
3048                  */
3049                 size += sizeof(void *);
3050 #endif
3051
3052         /*
3053          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3054          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3055          * each object to conform to the alignment.
3056          */
3057         size = ALIGN(size, s->align);
3058         s->size = size;
3059         if (forced_order >= 0)
3060                 order = forced_order;
3061         else
3062                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3063
3064         if (order < 0)
3065                 return 0;
3066
3067         s->allocflags = 0;
3068         if (order)
3069                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3070
3071         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3072                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3073
3074         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3075                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3076
3077         /*
3078          * Determine the number of objects per slab
3079          */
3080         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3081         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3082         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3083                 s->max = s->oo;
3084
3085         return !!oo_objects(s->oo);
3086 }
3087
3088 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3089 {
3090         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3091         s->reserved = 0;
3092
3093         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3094                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3095
3096         if (!calculate_sizes(s, -1))
3097                 goto error;
3098         if (disable_higher_order_debug) {
3099                 /*
3100                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3101                  * order increased.
3102                  */
3103                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3104                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3105                         s->offset = 0;
3106                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3107                                 goto error;
3108                 }
3109         }
3110
3111 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3112     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3113         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3114                 /* Enable fast mode */
3115                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3116 #endif
3117
3118         /*
3119          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3120          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3121          */
3122         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3123
3124         /*
3125          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3126          * per cpu partial lists of a processor.
3127          *
3128          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3129          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3130          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3131          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3132          *
3133          * This setting also determines
3134          *
3135          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3136          *    per node list when we reach the limit.
3137          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3138          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3139          *    50% to keep some capacity around for frees.
3140          */
3141         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3142                 s->cpu_partial = 0;
3143         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3144                 s->cpu_partial = 2;
3145         else if (s->size >= 1024)
3146                 s->cpu_partial = 6;
3147         else if (s->size >= 256)
3148                 s->cpu_partial = 13;
3149         else
3150                 s->cpu_partial = 30;
3151
3152 #ifdef CONFIG_NUMA
3153         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3154 #endif
3155         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3156                 goto error;
3157
3158         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3159                 return 0;
3160
3161         free_kmem_cache_nodes(s);
3162 error:
3163         if (flags & SLAB_PANIC)
3164                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3165                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3166                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3167                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3168         return -EINVAL;
3169 }
3170
3171 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3172                                                         const char *text)
3173 {
3174 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3175         void *addr = page_address(page);
3176         void *p;
3177         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3178                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3179         if (!map)
3180                 return;
3181         slab_err(s, page, text, s->name);
3182         slab_lock(page);
3183
3184         get_map(s, page, map);
3185         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3186
3187                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3188                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3189                                                         p, p - addr);
3190                         print_tracking(s, p);
3191                 }
3192         }
3193         slab_unlock(page);
3194         kfree(map);
3195 #endif
3196 }
3197
3198 /*
3199  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3200  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3201  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3202  */
3203 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3204 {
3205         struct page *page, *h;
3206
3207         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3208                 if (!page->inuse) {
3209                         __remove_partial(n, page);
3210                         discard_slab(s, page);
3211                 } else {
3212                         list_slab_objects(s, page,
3213                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3214                 }
3215         }
3216 }
3217
3218 /*
3219  * Release all resources used by a slab cache.
3220  */
3221 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3222 {
3223         int node;
3224
3225         flush_all(s);
3226         /* Attempt to free all objects */
3227         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3228                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3229
3230                 free_partial(s, n);
3231                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3232                         return 1;
3233         }
3234         free_percpu(s->cpu_slab);
3235         free_kmem_cache_nodes(s);
3236         return 0;
3237 }
3238
3239 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3240 {
3241         int rc = kmem_cache_close(s);
3242
3243         if (!rc) {
3244                 /*
3245                  * Since slab_attr_store may take the slab_mutex, we should
3246                  * release the lock while removing the sysfs entry in order to
3247                  * avoid a deadlock. Because this is pretty much the last
3248                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3249                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3250                  * to a later point in common code. We should do that when we
3251                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3252                  */
3253                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3254                 sysfs_slab_remove(s);
3255                 mutex_lock(&slab_mutex);
3256         }
3257
3258         return rc;
3259 }
3260
3261 /********************************************************************
3262  *              Kmalloc subsystem
3263  *******************************************************************/
3264
3265 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3266 {
3267         get_option(&str, &slub_min_order);
3268
3269         return 1;
3270 }
3271
3272 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3273
3274 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3275 {
3276         get_option(&str, &slub_max_order);
3277         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3278
3279         return 1;
3280 }
3281
3282 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3283
3284 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3285 {
3286         get_option(&str, &slub_min_objects);
3287
3288         return 1;
3289 }
3290
3291 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3292
3293 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3294 {
3295         slub_nomerge = 1;
3296         return 1;
3297 }
3298
3299 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3300
3301 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3302 {
3303         struct kmem_cache *s;
3304         void *ret;
3305
3306         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3307                 return kmalloc_large(size, flags);
3308
3309         s = kmalloc_slab(size, flags);
3310
3311         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3312                 return s;
3313
3314         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3315
3316         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3317
3318         return ret;
3319 }
3320 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3321
3322 #ifdef CONFIG_NUMA
3323 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3324 {
3325         struct page *page;
3326         void *ptr = NULL;
3327
3328         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3329         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3330         if (page)
3331                 ptr = page_address(page);
3332
3333         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3334         return ptr;
3335 }
3336
3337 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3338 {
3339         struct kmem_cache *s;
3340         void *ret;
3341
3342         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3343                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3344
3345                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3346                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3347                                    flags, node);
3348
3349                 return ret;
3350         }
3351
3352         s = kmalloc_slab(size, flags);
3353
3354         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3355                 return s;
3356
3357         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3358
3359         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3360
3361         return ret;
3362 }
3363 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3364 #endif
3365
3366 size_t ksize(const void *object)
3367 {
3368         struct page *page;
3369
3370         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3371                 return 0;
3372
3373         page = virt_to_head_page(object);
3374
3375         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3376                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3377                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3378         }
3379
3380         return slab_ksize(page->slab_cache);
3381 }
3382 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3383
3384 void kfree(const void *x)
3385 {
3386         struct page *page;
3387         void *object = (void *)x;
3388
3389         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3390
3391         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3392                 return;
3393
3394         page = virt_to_head_page(x);
3395         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3396                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3397                 kfree_hook(x);
3398                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3399                 return;
3400         }
3401         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3402 }
3403 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3404
3405 /*
3406  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3407  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3408  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3409  * and thus they can be removed from the partial lists.
3410  *
3411  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3412  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3413  * are freed in them.
3414  */
3415 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3416 {
3417         int node;
3418         int i;
3419         struct kmem_cache_node *n;
3420         struct page *page;
3421         struct page *t;
3422         int objects = oo_objects(s->max);
3423         struct list_head *slabs_by_inuse =
3424                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3425         unsigned long flags;
3426
3427         if (!slabs_by_inuse)
3428                 return -ENOMEM;
3429
3430         flush_all(s);
3431         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3432                 n = get_node(s, node);
3433
3434                 if (!n->nr_partial)
3435                         continue;
3436
3437                 for (i = 0; i < objects; i++)
3438                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3439
3440                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3441
3442                 /*
3443                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3444                  *
3445                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3446                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3447                  */
3448                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3449                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3450                         if (!page->inuse)
3451                                 n->nr_partial--;
3452                 }
3453
3454                 /*
3455                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3456                  * first and the least used slabs at the end.
3457                  */
3458                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3459                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3460
3461                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3462
3463                 /* Release empty slabs */
3464                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3465                         discard_slab(s, page);
3466         }
3467
3468         kfree(slabs_by_inuse);
3469         return 0;
3470 }
3471 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3472
3473 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3474 {
3475         struct kmem_cache *s;
3476
3477         mutex_lock(&slab_mutex);
3478         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3479                 kmem_cache_shrink(s);
3480         mutex_unlock(&slab_mutex);
3481
3482         return 0;
3483 }
3484
3485 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3486 {
3487         struct kmem_cache_node *n;
3488         struct kmem_cache *s;
3489         struct memory_notify *marg = arg;
3490         int offline_node;
3491
3492         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3493
3494         /*
3495          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3496          * for it yet.
3497          */
3498         if (offline_node < 0)
3499                 return;
3500
3501         mutex_lock(&slab_mutex);
3502         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3503                 n = get_node(s, offline_node);
3504                 if (n) {
3505                         /*
3506                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3507                          * that is going down. We were unable to free them,
3508                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3509                          * callback. So, we must fail.
3510                          */
3511                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3512
3513                         s->node[offline_node] = NULL;
3514                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3515                 }
3516         }
3517         mutex_unlock(&slab_mutex);
3518 }
3519
3520 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3521 {
3522         struct kmem_cache_node *n;
3523         struct kmem_cache *s;
3524         struct memory_notify *marg = arg;
3525         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3526         int ret = 0;
3527
3528         /*
3529          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3530          * already created. Nothing to do.
3531          */
3532         if (nid < 0)
3533                 return 0;
3534
3535         /*
3536          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3537          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3538          * online.
3539          */
3540         mutex_lock(&slab_mutex);
3541         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3542                 /*
3543                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3544                  *      since memory is not yet available from the node that
3545                  *      is brought up.
3546                  */
3547                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3548                 if (!n) {
3549                         ret = -ENOMEM;
3550                         goto out;
3551                 }
3552                 init_kmem_cache_node(n);
3553                 s->node[nid] = n;
3554         }
3555 out:
3556         mutex_unlock(&slab_mutex);
3557         return ret;
3558 }
3559
3560 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3561                                 unsigned long action, void *arg)
3562 {
3563         int ret = 0;
3564
3565         switch (action) {
3566         case MEM_GOING_ONLINE:
3567                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3568                 break;
3569         case MEM_GOING_OFFLINE:
3570                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3571                 break;
3572         case MEM_OFFLINE:
3573         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3574                 slab_mem_offline_callback(arg);
3575                 break;
3576         case MEM_ONLINE:
3577         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3578                 break;
3579         }
3580         if (ret)
3581                 ret = notifier_from_errno(ret);
3582         else
3583                 ret = NOTIFY_OK;
3584         return ret;
3585 }
3586
3587 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3588         .notifier_call = slab_memory_callback,
3589         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3590 };
3591
3592 /********************************************************************
3593  *                      Basic setup of slabs
3594  *******************************************************************/
3595
3596 /*
3597  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3598  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3599  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3600  */
3601
3602 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3603 {
3604         int node;
3605         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3606
3607         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3608
3609         /*
3610          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3611          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3612          * IPIs around.
3613          */
3614         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3615         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3616                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3617                 struct page *p;
3618
3619                 if (n) {
3620                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3621                                 p->slab_cache = s;
3622
3623 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3624                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3625                                 p->slab_cache = s;
3626 #endif
3627                 }
3628         }
3629         list_add(&s->list, &slab_caches);
3630         return s;
3631 }
3632
3633 void __init kmem_cache_init(void)
3634 {
3635         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3636                 boot_kmem_cache_node;
3637
3638         if (debug_guardpage_minorder())
3639                 slub_max_order = 0;
3640
3641         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3642         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3643
3644         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3645                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3646
3647         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3648
3649         /* Able to allocate the per node structures */
3650         slab_state = PARTIAL;
3651
3652         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3653                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3654                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3655                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3656
3657         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3658
3659         /*
3660          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3661          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3662          * update any list pointers.
3663          */
3664         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3665
3666         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3667         create_kmalloc_caches(0);
3668
3669 #ifdef CONFIG_SMP
3670         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3671 #endif
3672
3673         printk(KERN_INFO
3674                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3675                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3676                 cache_line_size(),
3677                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3678                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3679 }
3680
3681 void __init kmem_cache_init_late(void)
3682 {
3683 }
3684
3685 /*
3686  * Find a mergeable slab cache
3687  */
3688 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3689 {
3690         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3691                 return 1;
3692
3693         if (!is_root_cache(s))
3694                 return 1;
3695
3696         if (s->ctor)
3697                 return 1;
3698
3699         /*
3700          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3701          */
3702         if (s->refcount < 0)
3703                 return 1;
3704
3705         return 0;
3706 }
3707
3708 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size, size_t align,
3709                 unsigned long flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
3710 {
3711         struct kmem_cache *s;
3712
3713         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3714                 return NULL;
3715
3716         if (ctor)
3717                 return NULL;
3718
3719         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3720         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3721         size = ALIGN(size, align);
3722         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3723
3724         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3725                 if (slab_unmergeable(s))
3726                         continue;
3727
3728                 if (size > s->size)
3729                         continue;
3730
3731                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3732                         continue;
3733                 /*
3734                  * Check if alignment is compatible.
3735                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3736                  */
3737                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3738                         continue;
3739
3740                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3741                         continue;
3742
3743                 return s;
3744         }
3745         return NULL;
3746 }
3747
3748 struct kmem_cache *
3749 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3750                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3751 {
3752         struct kmem_cache *s;
3753
3754         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3755         if (s) {
3756                 int i;
3757                 struct kmem_cache *c;
3758
3759                 s->refcount++;
3760
3761                 /*
3762                  * Adjust the object sizes so that we clear
3763                  * the complete object on kzalloc.
3764                  */
3765                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3766                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3767
3768                 for_each_memcg_cache_index(i) {
3769                         c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3770                         if (!c)
3771                                 continue;
3772                         c->object_size = s->object_size;
3773                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3774                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3775                 }
3776
3777                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3778                         s->refcount--;
3779                         s = NULL;
3780                 }
3781         }
3782
3783         return s;
3784 }
3785
3786 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3787 {
3788         int err;
3789
3790         err = kmem_cache_open(s, flags);
3791         if (err)
3792                 return err;
3793
3794         /* Mutex is not taken during early boot */
3795         if (slab_state <= UP)
3796                 return 0;
3797
3798         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3799         err = sysfs_slab_add(s);
3800         if (err)
3801                 kmem_cache_close(s);
3802
3803         return err;
3804 }
3805
3806 #ifdef CONFIG_SMP
3807 /*
3808  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3809  * necessary.
3810  */
3811 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3812                 unsigned long action, void *hcpu)
3813 {
3814         long cpu = (long)hcpu;
3815         struct kmem_cache *s;
3816         unsigned long flags;
3817
3818         switch (action) {
3819         case CPU_UP_CANCELED:
3820         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3821         case CPU_DEAD:
3822         case CPU_DEAD_FROZEN:
3823                 mutex_lock(&slab_mutex);
3824                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3825                         local_irq_save(flags);
3826                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3827                         local_irq_restore(flags);
3828                 }
3829                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3830                 break;
3831         default:
3832                 break;
3833         }
3834         return NOTIFY_OK;
3835 }
3836
3837 static struct notifier_block slab_notifier = {
3838         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3839 };
3840
3841 #endif
3842
3843 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3844 {
3845         struct kmem_cache *s;
3846         void *ret;
3847
3848         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3849                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3850
3851         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3852
3853         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3854                 return s;
3855
3856         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3857
3858         /* Honor the call site pointer we received. */
3859         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3860
3861         return ret;
3862 }
3863
3864 #ifdef CONFIG_NUMA
3865 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3866                                         int node, unsigned long caller)
3867 {
3868         struct kmem_cache *s;
3869         void *ret;
3870
3871         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3872                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3873
3874                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3875                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3876                                    gfpflags, node);
3877
3878                 return ret;
3879         }
3880
3881         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3882
3883         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3884                 return s;
3885
3886         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3887
3888         /* Honor the call site pointer we received. */
3889         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3890
3891         return ret;
3892 }
3893 #endif
3894
3895 #ifdef CONFIG_SYSFS
3896 static int count_inuse(struct page *page)
3897 {
3898         return page->inuse;
3899 }
3900
3901 static int count_total(struct page *page)
3902 {
3903         return page->objects;
3904 }
3905 #endif
3906
3907 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3908 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3909                                                 unsigned long *map)
3910 {
3911         void *p;
3912         void *addr = page_address(page);
3913
3914         if (!check_slab(s, page) ||
3915                         !on_freelist(s, page, NULL))
3916                 return 0;
3917
3918         /* Now we know that a valid freelist exists */
3919         bitmap_zero(map, page->objects);
3920
3921         get_map(s, page, map);
3922         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3923                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3924                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3925                                 return 0;
3926         }
3927
3928         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3929                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3930                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3931                                 return 0;
3932         return 1;
3933 }
3934
3935 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3936                                                 unsigned long *map)
3937 {
3938         slab_lock(page);
3939         validate_slab(s, page, map);
3940         slab_unlock(page);
3941 }
3942
3943 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3944                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3945 {
3946         unsigned long count = 0;
3947         struct page *page;
3948         unsigned long flags;
3949
3950         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3951
3952         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3953                 validate_slab_slab(s, page, map);
3954                 count++;
3955         }
3956         if (count != n->nr_partial)
3957                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3958                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3959
3960         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3961                 goto out;
3962
3963         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3964                 validate_slab_slab(s, page, map);
3965                 count++;
3966         }
3967         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3968                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3969                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3970                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3971
3972 out:
3973         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3974         return count;
3975 }
3976
3977 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3978 {
3979         int node;
3980         unsigned long count = 0;
3981         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3982                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3983
3984         if (!map)
3985                 return -ENOMEM;
3986
3987         flush_all(s);
3988         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3989                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3990
3991                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3992         }
3993         kfree(map);
3994         return count;
3995 }
3996 /*
3997  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3998  * and freed.
3999  */
4000
4001 struct location {
4002         unsigned long count;
4003         unsigned long addr;
4004         long long sum_time;
4005         long min_time;
4006         long max_time;
4007         long min_pid;
4008         long max_pid;
4009         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4010         nodemask_t nodes;
4011 };
4012
4013 struct loc_track {
4014         unsigned long max;
4015         unsigned long count;
4016         struct location *loc;
4017 };
4018
4019 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4020 {
4021         if (t->max)
4022                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4023                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4024 }
4025
4026 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4027 {
4028         struct location *l;
4029         int order;
4030
4031         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4032
4033         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4034         if (!l)
4035                 return 0;
4036
4037         if (t->count) {
4038                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4039                 free_loc_track(t);
4040         }
4041         t->max = max;
4042         t->loc = l;
4043         return 1;
4044 }
4045
4046 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4047                                 const struct track *track)
4048 {
4049         long start, end, pos;
4050         struct location *l;
4051         unsigned long caddr;
4052         unsigned long age = jiffies - track->when;
4053
4054         start = -1;
4055         end = t->count;
4056
4057         for ( ; ; ) {
4058                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4059
4060                 /*
4061                  * There is nothing at "end". If we end up there
4062                  * we need to add something to before end.
4063                  */
4064                 if (pos == end)
4065                         break;
4066
4067                 caddr = t->loc[pos].addr;
4068                 if (track->addr == caddr) {
4069
4070                         l = &t->loc[pos];
4071                         l->count++;
4072                         if (track->when) {
4073                                 l->sum_time += age;
4074                                 if (age < l->min_time)
4075                                         l->min_time = age;
4076                                 if (age > l->max_time)
4077                                         l->max_time = age;
4078
4079                                 if (track->pid < l->min_pid)
4080                                         l->min_pid = track->pid;
4081                                 if (track->pid > l->max_pid)
4082                                         l->max_pid = track->pid;
4083
4084                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4085                                                 to_cpumask(l->cpus));
4086                         }
4087                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4088                         return 1;
4089                 }
4090
4091                 if (track->addr < caddr)
4092                         end = pos;
4093                 else
4094                         start = pos;
4095         }
4096
4097         /*
4098          * Not found. Insert new tracking element.
4099          */
4100         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4101                 return 0;
4102
4103         l = t->loc + pos;
4104         if (pos < t->count)
4105                 memmove(l + 1, l,
4106                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4107         t->count++;
4108         l->count = 1;
4109         l->addr = track->addr;
4110         l->sum_time = age;
4111         l->min_time = age;
4112         l->max_time = age;
4113         l->min_pid = track->pid;
4114         l->max_pid = track->pid;
4115         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4116         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4117         nodes_clear(l->nodes);
4118         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4119         return 1;
4120 }
4121
4122 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4123                 struct page *page, enum track_item alloc,
4124                 unsigned long *map)
4125 {
4126         void *addr = page_address(page);
4127         void *p;
4128
4129         bitmap_zero(map, page->objects);
4130         get_map(s, page, map);
4131
4132         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4133                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4134                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4135 }
4136
4137 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4138                                         enum track_item alloc)
4139 {
4140         int len = 0;
4141         unsigned long i;
4142         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4143         int node;
4144         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4145                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4146
4147         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4148                                      GFP_TEMPORARY)) {
4149                 kfree(map);
4150                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4151         }
4152         /* Push back cpu slabs */
4153         flush_all(s);
4154
4155         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4156                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4157                 unsigned long flags;
4158                 struct page *page;
4159
4160                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4161                         continue;
4162
4163                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4164                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4165                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4166                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4167                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4168                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4169         }
4170
4171         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4172                 struct location *l = &t.loc[i];
4173
4174                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4175                         break;
4176                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4177
4178                 if (l->addr)
4179                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4180                 else
4181                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4182
4183                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4184                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4185                                 l->min_time,
4186                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4187                                 l->max_time);
4188                 } else
4189                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4190                                 l->min_time);
4191
4192                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4193                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4194                                 l->min_pid, l->max_pid);
4195                 else
4196                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4197                                 l->min_pid);
4198
4199                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4200                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4201                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4202                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4203                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4204                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4205                                                  to_cpumask(l->cpus));
4206                 }
4207
4208                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4209                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4210                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4211                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4212                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4213                                                   l->nodes);
4214                 }
4215
4216                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4217         }
4218
4219         free_loc_track(&t);
4220         kfree(map);
4221         if (!t.count)
4222                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4223         return len;
4224 }
4225 #endif
4226
4227 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4228 static void resiliency_test(void)
4229 {
4230         u8 *p;
4231
4232         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4233
4234         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4235         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4236         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4237
4238         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4239         p[16] = 0x12;
4240         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4241                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4242
4243         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4244
4245         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4246         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4247         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4248         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4249                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4250         printk(KERN_ERR
4251                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4252
4253         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4254         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4255         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4256         *p = 0x56;
4257         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4258                                                                         p);
4259         printk(KERN_ERR
4260                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4261         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4262
4263         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4264         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4265         kfree(p);
4266         *p = 0x78;
4267         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4268         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4269
4270         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4271         kfree(p);
4272         p[50] = 0x9a;
4273         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4274                         p);
4275         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4276
4277         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4278         kfree(p);
4279         p[512] = 0xab;
4280         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4281         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4282 }
4283 #else
4284 #ifdef CONFIG_SYSFS
4285 static void resiliency_test(void) {};
4286 #endif
4287 #endif
4288
4289 #ifdef CONFIG_SYSFS
4290 enum slab_stat_type {
4291         SL_ALL,                 /* All slabs */
4292         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4293         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4294         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4295         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4296 };
4297
4298 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4299 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4300 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4301 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4302 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4303
4304 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4305                             char *buf, unsigned long flags)
4306 {
4307         unsigned long total = 0;
4308         int node;
4309         int x;
4310         unsigned long *nodes;
4311
4312         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4313         if (!nodes)
4314                 return -ENOMEM;
4315
4316         if (flags & SO_CPU) {
4317                 int cpu;
4318
4319                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4320                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4321                                                                cpu);
4322                         int node;
4323                         struct page *page;
4324
4325                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4326                         if (!page)
4327                                 continue;
4328
4329                         node = page_to_nid(page);
4330                         if (flags & SO_TOTAL)
4331                                 x = page->objects;
4332                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4333                                 x = page->inuse;
4334                         else
4335                                 x = 1;
4336
4337                         total += x;
4338                         nodes[node] += x;
4339
4340                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4341                         if (page) {
4342                                 node = page_to_nid(page);
4343                                 if (flags & SO_TOTAL)
4344                                         WARN_ON_ONCE(1);
4345                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4346                                         WARN_ON_ONCE(1);
4347                                 else
4348                                         x = page->pages;
4349                                 total += x;
4350                                 nodes[node] += x;
4351                         }
4352                 }
4353         }
4354
4355         lock_memory_hotplug();
4356 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4357         if (flags & SO_ALL) {
4358                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4359                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4360
4361                         if (flags & SO_TOTAL)
4362                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4363                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4364                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4365                                         count_partial(n, count_free);
4366                         else
4367                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4368                         total += x;
4369                         nodes[node] += x;
4370                 }
4371
4372         } else
4373 #endif
4374         if (flags & SO_PARTIAL) {
4375                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4376                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4377
4378                         if (flags & SO_TOTAL)
4379                                 x = count_partial(n, count_total);
4380                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4381                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4382                         else
4383                                 x = n->nr_partial;
4384                         total += x;
4385                         nodes[node] += x;
4386                 }
4387         }
4388         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4389 #ifdef CONFIG_NUMA
4390         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4391                 if (nodes[node])
4392                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4393                                         node, nodes[node]);
4394 #endif
4395         unlock_memory_hotplug();
4396         kfree(nodes);
4397         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4398 }
4399
4400 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4401 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4402 {
4403         int node;
4404
4405         for_each_online_node(node) {
4406                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4407
4408                 if (!n)
4409                         continue;
4410
4411                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4412                         return 1;
4413         }
4414         return 0;
4415 }
4416 #endif
4417
4418 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4419 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4420
4421 struct slab_attribute {
4422         struct attribute attr;
4423         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4424         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4425 };
4426
4427 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4428         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4429         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4430
4431 #define SLAB_ATTR(_name) \
4432         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4433         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4434
4435 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4436 {
4437         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4438 }
4439 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4440
4441 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4442 {
4443         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4444 }
4445 SLAB_ATTR_RO(align);
4446
4447 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4448 {
4449         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4450 }
4451 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4452
4453 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4454 {
4455         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4456 }
4457 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4458
4459 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4460                                 const char *buf, size_t length)
4461 {
4462         unsigned long order;
4463         int err;
4464
4465         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4466         if (err)
4467                 return err;
4468
4469         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4470                 return -EINVAL;
4471
4472         calculate_sizes(s, order);
4473         return length;
4474 }
4475
4476 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4477 {
4478         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4479 }
4480 SLAB_ATTR(order);
4481
4482 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4483 {
4484         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4485 }
4486
4487 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4488                                  size_t length)
4489 {
4490         unsigned long min;
4491         int err;
4492
4493         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4494         if (err)
4495                 return err;
4496
4497         set_min_partial(s, min);
4498         return length;
4499 }
4500 SLAB_ATTR(min_partial);
4501
4502 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4503 {
4504         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4505 }
4506
4507 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4508                                  size_t length)
4509 {
4510         unsigned long objects;
4511         int err;
4512
4513         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4514         if (err)
4515                 return err;
4516         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4517                 return -EINVAL;
4518
4519         s->cpu_partial = objects;
4520         flush_all(s);
4521         return length;
4522 }
4523 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4524
4525 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4526 {
4527         if (!s->ctor)
4528                 return 0;
4529         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4530 }
4531 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4532
4533 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4534 {
4535         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4536 }
4537 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4538
4539 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4540 {
4541         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4542 }
4543 SLAB_ATTR_RO(partial);
4544
4545 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4546 {
4547         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4548 }
4549 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4550
4551 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4552 {
4553         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4554 }
4555 SLAB_ATTR_RO(objects);
4556
4557 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4558 {
4559         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4560 }
4561 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4562
4563 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4564 {
4565         int objects = 0;
4566         int pages = 0;
4567         int cpu;
4568         int len;
4569
4570         for_each_online_cpu(cpu) {
4571                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4572
4573                 if (page) {
4574                         pages += page->pages;
4575                         objects += page->pobjects;
4576                 }
4577         }
4578
4579         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4580
4581 #ifdef CONFIG_SMP
4582         for_each_online_cpu(cpu) {
4583                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4584
4585                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4586                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4587                                 page->pobjects, page->pages);
4588         }
4589 #endif
4590         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4591 }
4592 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4593
4594 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4595 {
4596         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4597 }
4598
4599 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4600                                 const char *buf, size_t length)
4601 {
4602         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4603         if (buf[0] == '1')
4604                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4605         return length;
4606 }
4607 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4608
4609 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4610 {
4611         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4612 }
4613 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4614
4615 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4616 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4619 }
4620 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4621 #endif
4622
4623 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4624 {
4625         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4626 }
4627 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4628
4629 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4630 {
4631         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4632 }
4633 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4634
4635 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4636 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4637 {
4638         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4639 }
4640 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4641
4642 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4643 {
4644         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4645 }
4646 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4647
4648 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4649 {
4650         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4651 }
4652
4653 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4654                                 const char *buf, size_t length)
4655 {
4656         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4657         if (buf[0] == '1') {
4658                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4659                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4660         }
4661         return length;
4662 }
4663 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4664
4665 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4666 {
4667         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4668 }
4669
4670 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4671                                                         size_t length)
4672 {
4673         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4674         if (buf[0] == '1') {
4675                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4676                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4677         }
4678         return length;
4679 }
4680 SLAB_ATTR(trace);
4681
4682 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4683 {
4684         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4685 }
4686
4687 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4688                                 const char *buf, size_t length)
4689 {
4690         if (any_slab_objects(s))
4691                 return -EBUSY;
4692
4693         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4694         if (buf[0] == '1') {
4695                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4696                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4697         }
4698         calculate_sizes(s, -1);
4699         return length;
4700 }
4701 SLAB_ATTR(red_zone);
4702
4703 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4704 {
4705         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4706 }
4707
4708 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4709                                 const char *buf, size_t length)
4710 {
4711         if (any_slab_objects(s))
4712                 return -EBUSY;
4713
4714         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4715         if (buf[0] == '1') {
4716                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4717                 s->flags |= SLAB_POISON;
4718         }
4719         calculate_sizes(s, -1);
4720         return length;
4721 }
4722 SLAB_ATTR(poison);
4723
4724 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4725 {
4726         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4727 }
4728
4729 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4730                                 const char *buf, size_t length)
4731 {
4732         if (any_slab_objects(s))
4733                 return -EBUSY;
4734
4735         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4736         if (buf[0] == '1') {
4737                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4738                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4739         }
4740         calculate_sizes(s, -1);
4741         return length;
4742 }
4743 SLAB_ATTR(store_user);
4744
4745 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4746 {
4747         return 0;
4748 }
4749
4750 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4751                         const char *buf, size_t length)
4752 {
4753         int ret = -EINVAL;
4754
4755         if (buf[0] == '1') {
4756                 ret = validate_slab_cache(s);
4757                 if (ret >= 0)
4758                         ret = length;
4759         }
4760         return ret;
4761 }
4762 SLAB_ATTR(validate);
4763
4764 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4765 {
4766         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4767                 return -ENOSYS;
4768         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4769 }
4770 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4771
4772 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4773 {
4774         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4775                 return -ENOSYS;
4776         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4777 }
4778 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4779 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4780
4781 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4782 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4783 {
4784         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4785 }
4786
4787 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4788                                                         size_t length)
4789 {
4790         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4791         if (buf[0] == '1')
4792                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4793         return length;
4794 }
4795 SLAB_ATTR(failslab);
4796 #endif
4797
4798 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4799 {
4800         return 0;
4801 }
4802
4803 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4804                         const char *buf, size_t length)
4805 {
4806         if (buf[0] == '1') {
4807                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4808
4809                 if (rc)
4810                         return rc;
4811         } else
4812                 return -EINVAL;
4813         return length;
4814 }
4815 SLAB_ATTR(shrink);
4816
4817 #ifdef CONFIG_NUMA
4818 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4819 {
4820         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4821 }
4822
4823 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4824                                 const char *buf, size_t length)
4825 {
4826         unsigned long ratio;
4827         int err;
4828
4829         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4830         if (err)
4831                 return err;
4832
4833         if (ratio <= 100)
4834                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4835
4836         return length;
4837 }
4838 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4839 #endif
4840
4841 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4842 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4843 {
4844         unsigned long sum  = 0;
4845         int cpu;
4846         int len;
4847         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4848
4849         if (!data)
4850                 return -ENOMEM;
4851
4852         for_each_online_cpu(cpu) {
4853                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4854
4855                 data[cpu] = x;
4856                 sum += x;
4857         }
4858
4859         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4860
4861 #ifdef CONFIG_SMP
4862         for_each_online_cpu(cpu) {
4863                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4864                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4865         }
4866 #endif
4867         kfree(data);
4868         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4869 }
4870
4871 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4872 {
4873         int cpu;
4874
4875         for_each_online_cpu(cpu)
4876                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4877 }
4878
4879 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4880 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4881 {                                                               \
4882         return show_stat(s, buf, si);                           \
4883 }                                                               \
4884 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4885                                 const char *buf, size_t length) \
4886 {                                                               \
4887         if (buf[0] != '0')                                      \
4888                 return -EINVAL;                                 \
4889         clear_stat(s, si);                                      \
4890         return length;                                          \
4891 }                                                               \
4892 SLAB_ATTR(text);                                                \
4893
4894 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4895 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4896 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4897 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4898 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4899 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4900 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4901 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4902 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4903 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4904 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4905 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4906 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4907 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4908 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4909 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4910 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4911 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4912 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4913 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4914 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4915 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4916 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4917 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4918 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4919 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4920 #endif
4921
4922 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4923         &slab_size_attr.attr,
4924         &object_size_attr.attr,
4925         &objs_per_slab_attr.attr,
4926         &order_attr.attr,
4927         &min_partial_attr.attr,
4928         &cpu_partial_attr.attr,
4929         &objects_attr.attr,
4930         &objects_partial_attr.attr,
4931         &partial_attr.attr,
4932         &cpu_slabs_attr.attr,
4933         &ctor_attr.attr,
4934         &aliases_attr.attr,
4935         &align_attr.attr,
4936         &hwcache_align_attr.attr,
4937         &reclaim_account_attr.attr,
4938         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4939         &shrink_attr.attr,
4940         &reserved_attr.attr,
4941         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4942 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4943         &total_objects_attr.attr,
4944         &slabs_attr.attr,
4945         &sanity_checks_attr.attr,
4946         &trace_attr.attr,
4947         &red_zone_attr.attr,
4948         &poison_attr.attr,
4949         &store_user_attr.attr,
4950         &validate_attr.attr,
4951         &alloc_calls_attr.attr,
4952         &free_calls_attr.attr,
4953 #endif
4954 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4955         &cache_dma_attr.attr,
4956 #endif
4957 #ifdef CONFIG_NUMA
4958         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4959 #endif
4960 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4961         &alloc_fastpath_attr.attr,
4962         &alloc_slowpath_attr.attr,
4963         &free_fastpath_attr.attr,
4964         &free_slowpath_attr.attr,
4965         &free_frozen_attr.attr,
4966         &free_add_partial_attr.attr,
4967         &free_remove_partial_attr.attr,
4968         &alloc_from_partial_attr.attr,
4969         &alloc_slab_attr.attr,
4970         &alloc_refill_attr.attr,
4971         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4972         &free_slab_attr.attr,
4973         &cpuslab_flush_attr.attr,
4974         &deactivate_full_attr.attr,
4975         &deactivate_empty_attr.attr,
4976         &deactivate_to_head_attr.attr,
4977         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4978         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4979         &deactivate_bypass_attr.attr,
4980         &order_fallback_attr.attr,
4981         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4982         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4983         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4984         &cpu_partial_free_attr.attr,
4985         &cpu_partial_node_attr.attr,
4986         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4987 #endif
4988 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4989         &failslab_attr.attr,
4990 #endif
4991
4992         NULL
4993 };
4994
4995 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4996         .attrs = slab_attrs,
4997 };
4998
4999 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5000                                 struct attribute *attr,
5001                                 char *buf)
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->show)
5011                 return -EIO;
5012
5013         err = attribute->show(s, buf);
5014
5015         return err;
5016 }
5017
5018 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5019                                 struct attribute *attr,
5020                                 const char *buf, size_t len)
5021 {
5022         struct slab_attribute *attribute;
5023         struct kmem_cache *s;
5024         int err;
5025
5026         attribute = to_slab_attr(attr);
5027         s = to_slab(kobj);
5028
5029         if (!attribute->store)
5030                 return -EIO;
5031
5032         err = attribute->store(s, buf, len);
5033 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5034         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5035                 int i;
5036
5037                 mutex_lock(&slab_mutex);
5038                 if (s->max_attr_size < len)
5039                         s->max_attr_size = len;
5040
5041                 /*
5042                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5043                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5044                  * basically because not all attributes will have a well
5045                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5046                  * have permanent effects.
5047                  *
5048                  * Returning the error value of any of the children that fail
5049                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5050                  * error code won't be able to know anything about the state of
5051                  * the cache.
5052                  *
5053                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5054                  * has well defined semantics. The cache being written to
5055                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5056                  * through the descendants with best-effort propagation.
5057                  */
5058                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5059                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
5060                         if (c)
5061                                 attribute->store(c, buf, len);
5062                 }
5063                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5064         }
5065 #endif
5066         return err;
5067 }
5068
5069 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5070 {
5071 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5072         int i;
5073         char *buffer = NULL;
5074
5075         if (!is_root_cache(s))
5076                 return;
5077
5078         /*
5079          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5080          * in copying default values around
5081          */
5082         if (!s->max_attr_size)
5083                 return;
5084
5085         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5086                 char mbuf[64];
5087                 char *buf;
5088                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5089
5090                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5091                         continue;
5092
5093                 /*
5094                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5095                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5096                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5097                  *
5098                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5099                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5100                  * theoretically happen.
5101                  */
5102                 if (buffer)
5103                         buf = buffer;
5104                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5105                         buf = mbuf;
5106                 else {
5107                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5108                         if (WARN_ON(!buffer))
5109                                 continue;
5110                         buf = buffer;
5111                 }
5112
5113                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5114                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5115         }
5116
5117         if (buffer)
5118                 free_page((unsigned long)buffer);
5119 #endif
5120 }
5121
5122 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5123         .show = slab_attr_show,
5124         .store = slab_attr_store,
5125 };
5126
5127 static struct kobj_type slab_ktype = {
5128         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5129 };
5130
5131 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5132 {
5133         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5134
5135         if (ktype == &slab_ktype)
5136                 return 1;
5137         return 0;
5138 }
5139
5140 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5141         .filter = uevent_filter,
5142 };
5143
5144 static struct kset *slab_kset;
5145
5146 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5147 {
5148 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5149         if (!is_root_cache(s))
5150                 return s->memcg_params->root_cache->memcg_kset;
5151 #endif
5152         return slab_kset;
5153 }
5154
5155 #define ID_STR_LENGTH 64
5156
5157 /* Create a unique string id for a slab cache:
5158  *
5159  * Format       :[flags-]size
5160  */
5161 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5162 {
5163         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5164         char *p = name;
5165
5166         BUG_ON(!name);
5167
5168         *p++ = ':';
5169         /*
5170          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5171          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5172          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5173          * are matched during merging to guarantee that the id is
5174          * unique.
5175          */
5176         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5177                 *p++ = 'd';
5178         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5179                 *p++ = 'a';
5180         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5181                 *p++ = 'F';
5182         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5183                 *p++ = 't';
5184         if (p != name + 1)
5185                 *p++ = '-';
5186         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5187
5188 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5189         if (!is_root_cache(s))
5190                 p += sprintf(p, "-%08d",
5191                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5192 #endif
5193
5194         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5195         return name;
5196 }
5197
5198 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5199 {
5200         int err;
5201         const char *name;
5202         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5203
5204         if (unmergeable) {
5205                 /*
5206                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5207                  * This is typically the case for debug situations. In that
5208                  * case we can catch duplicate names easily.
5209                  */
5210                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5211                 name = s->name;
5212         } else {
5213                 /*
5214                  * Create a unique name for the slab as a target
5215                  * for the symlinks.
5216                  */
5217                 name = create_unique_id(s);
5218         }
5219
5220         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5221         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5222         if (err)
5223                 goto out_put_kobj;
5224
5225         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5226         if (err)
5227                 goto out_del_kobj;
5228
5229 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5230         if (is_root_cache(s)) {
5231                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5232                 if (!s->memcg_kset) {
5233                         err = -ENOMEM;
5234                         goto out_del_kobj;
5235                 }
5236         }
5237 #endif
5238
5239         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5240         if (!unmergeable) {
5241                 /* Setup first alias */
5242                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5243         }
5244 out:
5245         if (!unmergeable)
5246                 kfree(name);
5247         return err;
5248 out_del_kobj:
5249         kobject_del(&s->kobj);
5250 out_put_kobj:
5251         kobject_put(&s->kobj);
5252         goto out;
5253 }
5254
5255 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5256 {
5257         if (slab_state < FULL)
5258                 /*
5259                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5260                  * cache from sysfs.
5261                  */
5262                 return;
5263
5264 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5265         kset_unregister(s->memcg_kset);
5266 #endif
5267         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5268         kobject_del(&s->kobj);
5269         kobject_put(&s->kobj);
5270 }
5271
5272 /*
5273  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5274  * available lest we lose that information.
5275  */
5276 struct saved_alias {
5277         struct kmem_cache *s;
5278         const char *name;
5279         struct saved_alias *next;
5280 };
5281
5282 static struct saved_alias *alias_list;
5283
5284 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5285 {
5286         struct saved_alias *al;
5287
5288         if (slab_state == FULL) {
5289                 /*
5290                  * If we have a leftover link then remove it.
5291                  */
5292                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5293                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5294         }
5295
5296         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5297         if (!al)
5298                 return -ENOMEM;
5299
5300         al->s = s;
5301         al->name = name;
5302         al->next = alias_list;
5303         alias_list = al;
5304         return 0;
5305 }
5306
5307 static int __init slab_sysfs_init(void)
5308 {
5309         struct kmem_cache *s;
5310         int err;
5311
5312         mutex_lock(&slab_mutex);
5313
5314         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5315         if (!slab_kset) {
5316                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5317                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5318                 return -ENOSYS;
5319         }
5320
5321         slab_state = FULL;
5322
5323         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5324                 err = sysfs_slab_add(s);
5325                 if (err)
5326                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5327                                                 " to sysfs\n", s->name);
5328         }
5329
5330         while (alias_list) {
5331                 struct saved_alias *al = alias_list;
5332
5333                 alias_list = alias_list->next;
5334                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5335                 if (err)
5336                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5337                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5338                 kfree(al);
5339         }
5340
5341         mutex_unlock(&slab_mutex);
5342         resiliency_test();
5343         return 0;
5344 }
5345
5346 __initcall(slab_sysfs_init);
5347 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5348
5349 /*
5350  * The /proc/slabinfo ABI
5351  */
5352 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5353 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5354 {
5355         unsigned long nr_slabs = 0;
5356         unsigned long nr_objs = 0;
5357         unsigned long nr_free = 0;
5358         int node;
5359
5360         for_each_online_node(node) {
5361                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5362
5363                 if (!n)
5364                         continue;
5365
5366                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5367                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5368                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5369         }
5370
5371         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5372         sinfo->num_objs = nr_objs;
5373         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5374         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5375         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5376         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5377 }
5378
5379 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5380 {
5381 }
5382
5383 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5384                        size_t count, loff_t *ppos)
5385 {
5386         return -EIO;
5387 }
5388 #endif /* CONFIG_SLABINFO */