Merge branch 'tunnels'
[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                 /*
1356                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1357                  * Try a lower order alloc if possible
1358                  */
1359                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1360
1361                 if (page)
1362                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1363         }
1364
1365         if (kmemcheck_enabled && page
1366                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1367                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1368
1369                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1370
1371                 /*
1372                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1373                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1374                  */
1375                 if (s->ctor)
1376                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1377                 else
1378                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1379         }
1380
1381         if (flags & __GFP_WAIT)
1382                 local_irq_disable();
1383         if (!page)
1384                 return NULL;
1385
1386         page->objects = oo_objects(oo);
1387         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1388                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1389                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1390                 1 << oo_order(oo));
1391
1392         return page;
1393 }
1394
1395 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1396                                 void *object)
1397 {
1398         setup_object_debug(s, page, object);
1399         if (unlikely(s->ctor))
1400                 s->ctor(object);
1401 }
1402
1403 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1404 {
1405         struct page *page;
1406         void *start;
1407         void *last;
1408         void *p;
1409         int order;
1410
1411         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1412
1413         page = allocate_slab(s,
1414                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1415         if (!page)
1416                 goto out;
1417
1418         order = compound_order(page);
1419         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1420         memcg_bind_pages(s, order);
1421         page->slab_cache = s;
1422         __SetPageSlab(page);
1423         if (page->pfmemalloc)
1424                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1425
1426         start = page_address(page);
1427
1428         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1429                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1430
1431         last = start;
1432         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1433                 setup_object(s, page, last);
1434                 set_freepointer(s, last, p);
1435                 last = p;
1436         }
1437         setup_object(s, page, last);
1438         set_freepointer(s, last, NULL);
1439
1440         page->freelist = start;
1441         page->inuse = page->objects;
1442         page->frozen = 1;
1443 out:
1444         return page;
1445 }
1446
1447 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1448 {
1449         int order = compound_order(page);
1450         int pages = 1 << order;
1451
1452         if (kmem_cache_debug(s)) {
1453                 void *p;
1454
1455                 slab_pad_check(s, page);
1456                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1457                                                 page->objects)
1458                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1459         }
1460
1461         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1462
1463         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1464                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1465                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1466                 -pages);
1467
1468         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1469         __ClearPageSlab(page);
1470
1471         memcg_release_pages(s, order);
1472         page_mapcount_reset(page);
1473         if (current->reclaim_state)
1474                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1475         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1476 }
1477
1478 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1479         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1480
1481 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1482 {
1483         struct page *page;
1484
1485         if (need_reserve_slab_rcu)
1486                 page = virt_to_head_page(h);
1487         else
1488                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1489
1490         __free_slab(page->slab_cache, page);
1491 }
1492
1493 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1494 {
1495         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1496                 struct rcu_head *head;
1497
1498                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1499                         int order = compound_order(page);
1500                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1501
1502                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1503                         head = page_address(page) + offset;
1504                 } else {
1505                         /*
1506                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1507                          */
1508                         head = (void *)&page->lru;
1509                 }
1510
1511                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1512         } else
1513                 __free_slab(s, page);
1514 }
1515
1516 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1517 {
1518         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1519         free_slab(s, page);
1520 }
1521
1522 /*
1523  * Management of partially allocated slabs.
1524  */
1525 static inline void
1526 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1527 {
1528         n->nr_partial++;
1529         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1530                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1531         else
1532                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1533 }
1534
1535 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1536                                 struct page *page, int tail)
1537 {
1538         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1539         __add_partial(n, page, tail);
1540 }
1541
1542 static inline void
1543 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1544 {
1545         list_del(&page->lru);
1546         n->nr_partial--;
1547 }
1548
1549 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1550                                         struct page *page)
1551 {
1552         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1553         __remove_partial(n, page);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1558  * return the pointer to the freelist.
1559  *
1560  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1561  */
1562 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1563                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1564                 int mode, int *objects)
1565 {
1566         void *freelist;
1567         unsigned long counters;
1568         struct page new;
1569
1570         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1571
1572         /*
1573          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1574          * The old freelist is the list of objects for the
1575          * per cpu allocation list.
1576          */
1577         freelist = page->freelist;
1578         counters = page->counters;
1579         new.counters = counters;
1580         *objects = new.objects - new.inuse;
1581         if (mode) {
1582                 new.inuse = page->objects;
1583                 new.freelist = NULL;
1584         } else {
1585                 new.freelist = freelist;
1586         }
1587
1588         VM_BUG_ON(new.frozen);
1589         new.frozen = 1;
1590
1591         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1592                         freelist, counters,
1593                         new.freelist, new.counters,
1594                         "acquire_slab"))
1595                 return NULL;
1596
1597         remove_partial(n, page);
1598         WARN_ON(!freelist);
1599         return freelist;
1600 }
1601
1602 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1603 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1604
1605 /*
1606  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1607  */
1608 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1609                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1610 {
1611         struct page *page, *page2;
1612         void *object = NULL;
1613         int available = 0;
1614         int objects;
1615
1616         /*
1617          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1618          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1619          * partial slab and there is none available then get_partials()
1620          * will return NULL.
1621          */
1622         if (!n || !n->nr_partial)
1623                 return NULL;
1624
1625         spin_lock(&n->list_lock);
1626         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1627                 void *t;
1628
1629                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1630                         continue;
1631
1632                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1633                 if (!t)
1634                         break;
1635
1636                 available += objects;
1637                 if (!object) {
1638                         c->page = page;
1639                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1640                         object = t;
1641                 } else {
1642                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1643                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1644                 }
1645                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1646                         || available > s->cpu_partial / 2)
1647                         break;
1648
1649         }
1650         spin_unlock(&n->list_lock);
1651         return object;
1652 }
1653
1654 /*
1655  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1656  */
1657 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1658                 struct kmem_cache_cpu *c)
1659 {
1660 #ifdef CONFIG_NUMA
1661         struct zonelist *zonelist;
1662         struct zoneref *z;
1663         struct zone *zone;
1664         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1665         void *object;
1666         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1667
1668         /*
1669          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1670          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1671          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1672          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1673          *
1674          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1675          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1676          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1677          * from other nodes and filled up.
1678          *
1679          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1680          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1681          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1682          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1683          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1684          * with available objects.
1685          */
1686         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1687                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1688                 return NULL;
1689
1690         do {
1691                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1692                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1693                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1694                         struct kmem_cache_node *n;
1695
1696                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1697
1698                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1699                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1700                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1701                                 if (object) {
1702                                         /*
1703                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1704                                          * here - if mems_allowed was updated in
1705                                          * parallel, that was a harmless race
1706                                          * between allocation and the cpuset
1707                                          * update
1708                                          */
1709                                         return object;
1710                                 }
1711                         }
1712                 }
1713         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1714 #endif
1715         return NULL;
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Get a partial page, lock it and return it.
1720  */
1721 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1722                 struct kmem_cache_cpu *c)
1723 {
1724         void *object;
1725         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1726
1727         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1728         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1729                 return object;
1730
1731         return get_any_partial(s, flags, c);
1732 }
1733
1734 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1735 /*
1736  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1737  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1738  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1739  */
1740 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1741 #else
1742 /*
1743  * No preemption supported therefore also no need to check for
1744  * different cpus.
1745  */
1746 #define TID_STEP 1
1747 #endif
1748
1749 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1750 {
1751         return tid + TID_STEP;
1752 }
1753
1754 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1755 {
1756         return tid % TID_STEP;
1757 }
1758
1759 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1760 {
1761         return tid / TID_STEP;
1762 }
1763
1764 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1765 {
1766         return cpu;
1767 }
1768
1769 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1770                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1771 {
1772 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1773         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1774
1775         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1776
1777 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1778         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1779                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1780                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1781         else
1782 #endif
1783         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1784                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1785                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1786         else
1787                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1788                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1789 #endif
1790         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1791 }
1792
1793 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1794 {
1795         int cpu;
1796
1797         for_each_possible_cpu(cpu)
1798                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1799 }
1800
1801 /*
1802  * Remove the cpu slab
1803  */
1804 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1805                                 void *freelist)
1806 {
1807         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1808         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1809         int lock = 0;
1810         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1811         void *nextfree;
1812         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1813         struct page new;
1814         struct page old;
1815
1816         if (page->freelist) {
1817                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1818                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1819         }
1820
1821         /*
1822          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1823          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1824          * last one.
1825          *
1826          * There is no need to take the list->lock because the page
1827          * is still frozen.
1828          */
1829         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1830                 void *prior;
1831                 unsigned long counters;
1832
1833                 do {
1834                         prior = page->freelist;
1835                         counters = page->counters;
1836                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1837                         new.counters = counters;
1838                         new.inuse--;
1839                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1840
1841                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1842                         prior, counters,
1843                         freelist, new.counters,
1844                         "drain percpu freelist"));
1845
1846                 freelist = nextfree;
1847         }
1848
1849         /*
1850          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1851          * list presence reflects the actual number of objects
1852          * during unfreeze.
1853          *
1854          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1855          * with the count. If there is a mismatch then the page
1856          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1857          *
1858          * Then we restart the process which may have to remove
1859          * the page from the list that we just put it on again
1860          * because the number of objects in the slab may have
1861          * changed.
1862          */
1863 redo:
1864
1865         old.freelist = page->freelist;
1866         old.counters = page->counters;
1867         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1868
1869         /* Determine target state of the slab */
1870         new.counters = old.counters;
1871         if (freelist) {
1872                 new.inuse--;
1873                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1874                 new.freelist = freelist;
1875         } else
1876                 new.freelist = old.freelist;
1877
1878         new.frozen = 0;
1879
1880         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1881                 m = M_FREE;
1882         else if (new.freelist) {
1883                 m = M_PARTIAL;
1884                 if (!lock) {
1885                         lock = 1;
1886                         /*
1887                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1888                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1889                          * is frozen
1890                          */
1891                         spin_lock(&n->list_lock);
1892                 }
1893         } else {
1894                 m = M_FULL;
1895                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1896                         lock = 1;
1897                         /*
1898                          * This also ensures that the scanning of full
1899                          * slabs from diagnostic functions will not see
1900                          * any frozen slabs.
1901                          */
1902                         spin_lock(&n->list_lock);
1903                 }
1904         }
1905
1906         if (l != m) {
1907
1908                 if (l == M_PARTIAL)
1909
1910                         remove_partial(n, page);
1911
1912                 else if (l == M_FULL)
1913
1914                         remove_full(s, n, page);
1915
1916                 if (m == M_PARTIAL) {
1917
1918                         add_partial(n, page, tail);
1919                         stat(s, tail);
1920
1921                 } else if (m == M_FULL) {
1922
1923                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1924                         add_full(s, n, page);
1925
1926                 }
1927         }
1928
1929         l = m;
1930         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1931                                 old.freelist, old.counters,
1932                                 new.freelist, new.counters,
1933                                 "unfreezing slab"))
1934                 goto redo;
1935
1936         if (lock)
1937                 spin_unlock(&n->list_lock);
1938
1939         if (m == M_FREE) {
1940                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1941                 discard_slab(s, page);
1942                 stat(s, FREE_SLAB);
1943         }
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1948  *
1949  * This function must be called with interrupts disabled
1950  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1951  * to guarantee no concurrent accesses).
1952  */
1953 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1954                 struct kmem_cache_cpu *c)
1955 {
1956 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1957         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1958         struct page *page, *discard_page = NULL;
1959
1960         while ((page = c->partial)) {
1961                 struct page new;
1962                 struct page old;
1963
1964                 c->partial = page->next;
1965
1966                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1967                 if (n != n2) {
1968                         if (n)
1969                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1970
1971                         n = n2;
1972                         spin_lock(&n->list_lock);
1973                 }
1974
1975                 do {
1976
1977                         old.freelist = page->freelist;
1978                         old.counters = page->counters;
1979                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1980
1981                         new.counters = old.counters;
1982                         new.freelist = old.freelist;
1983
1984                         new.frozen = 0;
1985
1986                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1987                                 old.freelist, old.counters,
1988                                 new.freelist, new.counters,
1989                                 "unfreezing slab"));
1990
1991                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1992                         page->next = discard_page;
1993                         discard_page = page;
1994                 } else {
1995                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1996                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1997                 }
1998         }
1999
2000         if (n)
2001                 spin_unlock(&n->list_lock);
2002
2003         while (discard_page) {
2004                 page = discard_page;
2005                 discard_page = discard_page->next;
2006
2007                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2008                 discard_slab(s, page);
2009                 stat(s, FREE_SLAB);
2010         }
2011 #endif
2012 }
2013
2014 /*
2015  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2016  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2017  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2018  * onto a random cpus partial slot.
2019  *
2020  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2021  * per node partial list.
2022  */
2023 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2024 {
2025 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2026         struct page *oldpage;
2027         int pages;
2028         int pobjects;
2029
2030         do {
2031                 pages = 0;
2032                 pobjects = 0;
2033                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2034
2035                 if (oldpage) {
2036                         pobjects = oldpage->pobjects;
2037                         pages = oldpage->pages;
2038                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2039                                 unsigned long flags;
2040                                 /*
2041                                  * partial array is full. Move the existing
2042                                  * set to the per node partial list.
2043                                  */
2044                                 local_irq_save(flags);
2045                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2046                                 local_irq_restore(flags);
2047                                 oldpage = NULL;
2048                                 pobjects = 0;
2049                                 pages = 0;
2050                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2051                         }
2052                 }
2053
2054                 pages++;
2055                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2056
2057                 page->pages = pages;
2058                 page->pobjects = pobjects;
2059                 page->next = oldpage;
2060
2061         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2062                                                                 != oldpage);
2063 #endif
2064 }
2065
2066 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2067 {
2068         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2069         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2070
2071         c->tid = next_tid(c->tid);
2072         c->page = NULL;
2073         c->freelist = NULL;
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Flush cpu slab.
2078  *
2079  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2080  */
2081 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2082 {
2083         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2084
2085         if (likely(c)) {
2086                 if (c->page)
2087                         flush_slab(s, c);
2088
2089                 unfreeze_partials(s, c);
2090         }
2091 }
2092
2093 static void flush_cpu_slab(void *d)
2094 {
2095         struct kmem_cache *s = d;
2096
2097         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2098 }
2099
2100 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2101 {
2102         struct kmem_cache *s = info;
2103         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2104
2105         return c->page || c->partial;
2106 }
2107
2108 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2109 {
2110         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2115  * locality expectations.
2116  */
2117 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2118 {
2119 #ifdef CONFIG_NUMA
2120         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2121                 return 0;
2122 #endif
2123         return 1;
2124 }
2125
2126 static int count_free(struct page *page)
2127 {
2128         return page->objects - page->inuse;
2129 }
2130
2131 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2132                                         int (*get_count)(struct page *))
2133 {
2134         unsigned long flags;
2135         unsigned long x = 0;
2136         struct page *page;
2137
2138         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2139         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2140                 x += get_count(page);
2141         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2142         return x;
2143 }
2144
2145 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2146 {
2147 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2148         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2149 #else
2150         return 0;
2151 #endif
2152 }
2153
2154 static noinline void
2155 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2156 {
2157         int node;
2158
2159         printk(KERN_WARNING
2160                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2161                 nid, gfpflags);
2162         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2163                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2164                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2165
2166         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2167                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2168                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2169
2170         for_each_online_node(node) {
2171                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2172                 unsigned long nr_slabs;
2173                 unsigned long nr_objs;
2174                 unsigned long nr_free;
2175
2176                 if (!n)
2177                         continue;
2178
2179                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2180                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2181                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2182
2183                 printk(KERN_WARNING
2184                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2185                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2186         }
2187 }
2188
2189 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2190                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2191 {
2192         void *freelist;
2193         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2194         struct page *page;
2195
2196         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2197
2198         if (freelist)
2199                 return freelist;
2200
2201         page = new_slab(s, flags, node);
2202         if (page) {
2203                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2204                 if (c->page)
2205                         flush_slab(s, c);
2206
2207                 /*
2208                  * No other reference to the page yet so we can
2209                  * muck around with it freely without cmpxchg
2210                  */
2211                 freelist = page->freelist;
2212                 page->freelist = NULL;
2213
2214                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2215                 c->page = page;
2216                 *pc = c;
2217         } else
2218                 freelist = NULL;
2219
2220         return freelist;
2221 }
2222
2223 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2224 {
2225         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2226                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2227
2228         return true;
2229 }
2230
2231 /*
2232  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2233  * per cpu freelist or deactivate the page.
2234  *
2235  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2236  *
2237  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2238  *
2239  * This function must be called with interrupt disabled.
2240  */
2241 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2242 {
2243         struct page new;
2244         unsigned long counters;
2245         void *freelist;
2246
2247         do {
2248                 freelist = page->freelist;
2249                 counters = page->counters;
2250
2251                 new.counters = counters;
2252                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2253
2254                 new.inuse = page->objects;
2255                 new.frozen = freelist != NULL;
2256
2257         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2258                 freelist, counters,
2259                 NULL, new.counters,
2260                 "get_freelist"));
2261
2262         return freelist;
2263 }
2264
2265 /*
2266  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2267  * debugging duties.
2268  *
2269  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2270  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2271  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2272  *
2273  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2274  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2275  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2276  *
2277  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2278  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2279  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2280  */
2281 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2282                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2283 {
2284         void *freelist;
2285         struct page *page;
2286         unsigned long flags;
2287
2288         local_irq_save(flags);
2289 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2290         /*
2291          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2292          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2293          * pointer.
2294          */
2295         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2296 #endif
2297
2298         page = c->page;
2299         if (!page)
2300                 goto new_slab;
2301 redo:
2302
2303         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2304                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2305                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2306                 c->page = NULL;
2307                 c->freelist = NULL;
2308                 goto new_slab;
2309         }
2310
2311         /*
2312          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2313          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2314          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2315          */
2316         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2317                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2318                 c->page = NULL;
2319                 c->freelist = NULL;
2320                 goto new_slab;
2321         }
2322
2323         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2324         freelist = c->freelist;
2325         if (freelist)
2326                 goto load_freelist;
2327
2328         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2329
2330         freelist = get_freelist(s, page);
2331
2332         if (!freelist) {
2333                 c->page = NULL;
2334                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2335                 goto new_slab;
2336         }
2337
2338         stat(s, ALLOC_REFILL);
2339
2340 load_freelist:
2341         /*
2342          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2343          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2344          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2345          */
2346         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2347         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2348         c->tid = next_tid(c->tid);
2349         local_irq_restore(flags);
2350         return freelist;
2351
2352 new_slab:
2353
2354         if (c->partial) {
2355                 page = c->page = c->partial;
2356                 c->partial = page->next;
2357                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2358                 c->freelist = NULL;
2359                 goto redo;
2360         }
2361
2362         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2363
2364         if (unlikely(!freelist)) {
2365                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2366                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2367
2368                 local_irq_restore(flags);
2369                 return NULL;
2370         }
2371
2372         page = c->page;
2373         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2374                 goto load_freelist;
2375
2376         /* Only entered in the debug case */
2377         if (kmem_cache_debug(s) &&
2378                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2379                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2380
2381         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2382         c->page = NULL;
2383         c->freelist = NULL;
2384         local_irq_restore(flags);
2385         return freelist;
2386 }
2387
2388 /*
2389  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2390  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2391  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2392  *
2393  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2394  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2395  *
2396  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2397  */
2398 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2399                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2400 {
2401         void **object;
2402         struct kmem_cache_cpu *c;
2403         struct page *page;
2404         unsigned long tid;
2405
2406         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2407                 return NULL;
2408
2409         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2410 redo:
2411         /*
2412          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2413          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2414          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2415          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2416          *
2417          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2418          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2419          * on a different processor between the determination of the pointer
2420          * and the retrieval of the tid.
2421          */
2422         preempt_disable();
2423         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2424
2425         /*
2426          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2427          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2428          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2429          * linked list in between.
2430          */
2431         tid = c->tid;
2432         preempt_enable();
2433
2434         object = c->freelist;
2435         page = c->page;
2436         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2437                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2438
2439         else {
2440                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2441
2442                 /*
2443                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2444                  * operation and if we are on the right processor.
2445                  *
2446                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2447                  * semantics!)
2448                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2449                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2450                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2451                  *
2452                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2453                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2454                  * other cpus.
2455                  */
2456                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2457                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2458                                 object, tid,
2459                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2460
2461                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2462                         goto redo;
2463                 }
2464                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2465                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2466         }
2467
2468         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2469                 memset(object, 0, s->object_size);
2470
2471         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2472
2473         return object;
2474 }
2475
2476 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2477                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2478 {
2479         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2480 }
2481
2482 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2483 {
2484         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2485
2486         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2487                                 s->size, gfpflags);
2488
2489         return ret;
2490 }
2491 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2492
2493 #ifdef CONFIG_TRACING
2494 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2495 {
2496         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2497         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2498         return ret;
2499 }
2500 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2501 #endif
2502
2503 #ifdef CONFIG_NUMA
2504 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2505 {
2506         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2507
2508         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2509                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2510
2511         return ret;
2512 }
2513 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2514
2515 #ifdef CONFIG_TRACING
2516 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2517                                     gfp_t gfpflags,
2518                                     int node, size_t size)
2519 {
2520         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2521
2522         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2523                            size, s->size, gfpflags, node);
2524         return ret;
2525 }
2526 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2527 #endif
2528 #endif
2529
2530 /*
2531  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2532  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2533  *
2534  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2535  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2536  * handling required then we can return immediately.
2537  */
2538 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2539                         void *x, unsigned long addr)
2540 {
2541         void *prior;
2542         void **object = (void *)x;
2543         int was_frozen;
2544         struct page new;
2545         unsigned long counters;
2546         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2547         unsigned long uninitialized_var(flags);
2548
2549         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2550
2551         if (kmem_cache_debug(s) &&
2552                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2553                 return;
2554
2555         do {
2556                 if (unlikely(n)) {
2557                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2558                         n = NULL;
2559                 }
2560                 prior = page->freelist;
2561                 counters = page->counters;
2562                 set_freepointer(s, object, prior);
2563                 new.counters = counters;
2564                 was_frozen = new.frozen;
2565                 new.inuse--;
2566                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2567
2568                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2569
2570                                 /*
2571                                  * Slab was on no list before and will be
2572                                  * partially empty
2573                                  * We can defer the list move and instead
2574                                  * freeze it.
2575                                  */
2576                                 new.frozen = 1;
2577
2578                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2579
2580                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2581                                 /*
2582                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2583                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2584                                  * drop the list_lock without any processing.
2585                                  *
2586                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2587                                  * other processors updating the list of slabs.
2588                                  */
2589                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2590
2591                         }
2592                 }
2593
2594         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2595                 prior, counters,
2596                 object, new.counters,
2597                 "__slab_free"));
2598
2599         if (likely(!n)) {
2600
2601                 /*
2602                  * If we just froze the page then put it onto the
2603                  * per cpu partial list.
2604                  */
2605                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2606                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2607                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2608                 }
2609                 /*
2610                  * The list lock was not taken therefore no list
2611                  * activity can be necessary.
2612                  */
2613                 if (was_frozen)
2614                         stat(s, FREE_FROZEN);
2615                 return;
2616         }
2617
2618         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2619                 goto slab_empty;
2620
2621         /*
2622          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2623          * then add it.
2624          */
2625         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2626                 if (kmem_cache_debug(s))
2627                         remove_full(s, n, page);
2628                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2629                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2630         }
2631         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2632         return;
2633
2634 slab_empty:
2635         if (prior) {
2636                 /*
2637                  * Slab on the partial list.
2638                  */
2639                 remove_partial(n, page);
2640                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2641         } else {
2642                 /* Slab must be on the full list */
2643                 remove_full(s, n, page);
2644         }
2645
2646         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2647         stat(s, FREE_SLAB);
2648         discard_slab(s, page);
2649 }
2650
2651 /*
2652  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2653  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2654  *
2655  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2656  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2657  * the item before.
2658  *
2659  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2660  * with all sorts of special processing.
2661  */
2662 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2663                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2664 {
2665         void **object = (void *)x;
2666         struct kmem_cache_cpu *c;
2667         unsigned long tid;
2668
2669         slab_free_hook(s, x);
2670
2671 redo:
2672         /*
2673          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2674          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2675          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2676          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2677          */
2678         preempt_disable();
2679         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2680
2681         tid = c->tid;
2682         preempt_enable();
2683
2684         if (likely(page == c->page)) {
2685                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2686
2687                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2688                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2689                                 c->freelist, tid,
2690                                 object, next_tid(tid)))) {
2691
2692                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2693                         goto redo;
2694                 }
2695                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2696         } else
2697                 __slab_free(s, page, x, addr);
2698
2699 }
2700
2701 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2702 {
2703         s = cache_from_obj(s, x);
2704         if (!s)
2705                 return;
2706         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2707         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2708 }
2709 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2710
2711 /*
2712  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2713  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2714  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2715  * another.
2716  *
2717  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2718  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2719  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2720  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2721  * locking overhead.
2722  */
2723
2724 /*
2725  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2726  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2727  * and increases the number of allocations possible without having to
2728  * take the list_lock.
2729  */
2730 static int slub_min_order;
2731 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2732 static int slub_min_objects;
2733
2734 /*
2735  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2736  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2737  */
2738 static int slub_nomerge;
2739
2740 /*
2741  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2742  *
2743  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2744  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2745  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2746  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2747  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2748  * would be wasted.
2749  *
2750  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2751  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2752  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2753  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2754  *
2755  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2756  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2757  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2758  * of space in favor of a small page order.
2759  *
2760  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2761  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2762  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2763  * the smallest order which will fit the object.
2764  */
2765 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2766                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2767 {
2768         int order;
2769         int rem;
2770         int min_order = slub_min_order;
2771
2772         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2773                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2774
2775         for (order = max(min_order,
2776                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2777                         order <= max_order; order++) {
2778
2779                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2780
2781                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2782                         continue;
2783
2784                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2785
2786                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2787                         break;
2788
2789         }
2790
2791         return order;
2792 }
2793
2794 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2795 {
2796         int order;
2797         int min_objects;
2798         int fraction;
2799         int max_objects;
2800
2801         /*
2802          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2803          * works by first attempting to generate a layout with
2804          * the best configuration and backing off gradually.
2805          *
2806          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2807          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2808          */
2809         min_objects = slub_min_objects;
2810         if (!min_objects)
2811                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2812         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2813         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2814
2815         while (min_objects > 1) {
2816                 fraction = 16;
2817                 while (fraction >= 4) {
2818                         order = slab_order(size, min_objects,
2819                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2820                         if (order <= slub_max_order)
2821                                 return order;
2822                         fraction /= 2;
2823                 }
2824                 min_objects--;
2825         }
2826
2827         /*
2828          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2829          * lets see if we can place a single object there.
2830          */
2831         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2832         if (order <= slub_max_order)
2833                 return order;
2834
2835         /*
2836          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2837          */
2838         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2839         if (order < MAX_ORDER)
2840                 return order;
2841         return -ENOSYS;
2842 }
2843
2844 static void
2845 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2846 {
2847         n->nr_partial = 0;
2848         spin_lock_init(&n->list_lock);
2849         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2850 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2851         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2852         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2853         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2854 #endif
2855 }
2856
2857 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2858 {
2859         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2860                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2861
2862         /*
2863          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2864          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2865          */
2866         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2867                                      2 * sizeof(void *));
2868
2869         if (!s->cpu_slab)
2870                 return 0;
2871
2872         init_kmem_cache_cpus(s);
2873
2874         return 1;
2875 }
2876
2877 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2878
2879 /*
2880  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2881  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2882  * possible.
2883  *
2884  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2885  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2886  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2887  */
2888 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2889 {
2890         struct page *page;
2891         struct kmem_cache_node *n;
2892
2893         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2894
2895         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2896
2897         BUG_ON(!page);
2898         if (page_to_nid(page) != node) {
2899                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2900                                 "node %d\n", node);
2901                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2902                                 "in order to be able to continue\n");
2903         }
2904
2905         n = page->freelist;
2906         BUG_ON(!n);
2907         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2908         page->inuse = 1;
2909         page->frozen = 0;
2910         kmem_cache_node->node[node] = n;
2911 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2912         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2913         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2914 #endif
2915         init_kmem_cache_node(n);
2916         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2917
2918         /*
2919          * No locks need to be taken here as it has just been
2920          * initialized and there is no concurrent access.
2921          */
2922         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2923 }
2924
2925 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2926 {
2927         int node;
2928
2929         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2930                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2931
2932                 if (n)
2933                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2934
2935                 s->node[node] = NULL;
2936         }
2937 }
2938
2939 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2940 {
2941         int node;
2942
2943         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2944                 struct kmem_cache_node *n;
2945
2946                 if (slab_state == DOWN) {
2947                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2948                         continue;
2949                 }
2950                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2951                                                 GFP_KERNEL, node);
2952
2953                 if (!n) {
2954                         free_kmem_cache_nodes(s);
2955                         return 0;
2956                 }
2957
2958                 s->node[node] = n;
2959                 init_kmem_cache_node(n);
2960         }
2961         return 1;
2962 }
2963
2964 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2965 {
2966         if (min < MIN_PARTIAL)
2967                 min = MIN_PARTIAL;
2968         else if (min > MAX_PARTIAL)
2969                 min = MAX_PARTIAL;
2970         s->min_partial = min;
2971 }
2972
2973 /*
2974  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2975  * a slab object.
2976  */
2977 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2978 {
2979         unsigned long flags = s->flags;
2980         unsigned long size = s->object_size;
2981         int order;
2982
2983         /*
2984          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2985          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2986          * the possible location of the free pointer.
2987          */
2988         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2989
2990 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2991         /*
2992          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2993          * the slab may touch the object after free or before allocation
2994          * then we should never poison the object itself.
2995          */
2996         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2997                         !s->ctor)
2998                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2999         else
3000                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3001
3002
3003         /*
3004          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3005          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3006          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3007          */
3008         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3009                 size += sizeof(void *);
3010 #endif
3011
3012         /*
3013          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3014          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3015          */
3016         s->inuse = size;
3017
3018         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3019                 s->ctor)) {
3020                 /*
3021                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3022                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3023                  * kmem_cache_free.
3024                  *
3025                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3026                  * destructor or are poisoning the objects.
3027                  */
3028                 s->offset = size;
3029                 size += sizeof(void *);
3030         }
3031
3032 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3033         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3034                 /*
3035                  * Need to store information about allocs and frees after
3036                  * the object.
3037                  */
3038                 size += 2 * sizeof(struct track);
3039
3040         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3041                 /*
3042                  * Add some empty padding so that we can catch
3043                  * overwrites from earlier objects rather than let
3044                  * tracking information or the free pointer be
3045                  * corrupted if a user writes before the start
3046                  * of the object.
3047                  */
3048                 size += sizeof(void *);
3049 #endif
3050
3051         /*
3052          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3053          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3054          * each object to conform to the alignment.
3055          */
3056         size = ALIGN(size, s->align);
3057         s->size = size;
3058         if (forced_order >= 0)
3059                 order = forced_order;
3060         else
3061                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3062
3063         if (order < 0)
3064                 return 0;
3065
3066         s->allocflags = 0;
3067         if (order)
3068                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3069
3070         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3071                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3072
3073         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3074                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3075
3076         /*
3077          * Determine the number of objects per slab
3078          */
3079         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3080         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3081         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3082                 s->max = s->oo;
3083
3084         return !!oo_objects(s->oo);
3085 }
3086
3087 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3088 {
3089         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3090         s->reserved = 0;
3091
3092         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3093                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3094
3095         if (!calculate_sizes(s, -1))
3096                 goto error;
3097         if (disable_higher_order_debug) {
3098                 /*
3099                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3100                  * order increased.
3101                  */
3102                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3103                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3104                         s->offset = 0;
3105                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3106                                 goto error;
3107                 }
3108         }
3109
3110 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3111     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3112         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3113                 /* Enable fast mode */
3114                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3115 #endif
3116
3117         /*
3118          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3119          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3120          */
3121         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3122
3123         /*
3124          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3125          * per cpu partial lists of a processor.
3126          *
3127          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3128          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3129          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3130          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3131          *
3132          * This setting also determines
3133          *
3134          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3135          *    per node list when we reach the limit.
3136          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3137          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3138          *    50% to keep some capacity around for frees.
3139          */
3140         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3141                 s->cpu_partial = 0;
3142         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3143                 s->cpu_partial = 2;
3144         else if (s->size >= 1024)
3145                 s->cpu_partial = 6;
3146         else if (s->size >= 256)
3147                 s->cpu_partial = 13;
3148         else
3149                 s->cpu_partial = 30;
3150
3151 #ifdef CONFIG_NUMA
3152         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3153 #endif
3154         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3155                 goto error;
3156
3157         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3158                 return 0;
3159
3160         free_kmem_cache_nodes(s);
3161 error:
3162         if (flags & SLAB_PANIC)
3163                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3164                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3165                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3166                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3167         return -EINVAL;
3168 }
3169
3170 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3171                                                         const char *text)
3172 {
3173 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3174         void *addr = page_address(page);
3175         void *p;
3176         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3177                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3178         if (!map)
3179                 return;
3180         slab_err(s, page, text, s->name);
3181         slab_lock(page);
3182
3183         get_map(s, page, map);
3184         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3185
3186                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3187                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3188                                                         p, p - addr);
3189                         print_tracking(s, p);
3190                 }
3191         }
3192         slab_unlock(page);
3193         kfree(map);
3194 #endif
3195 }
3196
3197 /*
3198  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3199  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3200  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3201  */
3202 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3203 {
3204         struct page *page, *h;
3205
3206         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3207                 if (!page->inuse) {
3208                         __remove_partial(n, page);
3209                         discard_slab(s, page);
3210                 } else {
3211                         list_slab_objects(s, page,
3212                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3213                 }
3214         }
3215 }
3216
3217 /*
3218  * Release all resources used by a slab cache.
3219  */
3220 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3221 {
3222         int node;
3223
3224         flush_all(s);
3225         /* Attempt to free all objects */
3226         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3227                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3228
3229                 free_partial(s, n);
3230                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3231                         return 1;
3232         }
3233         free_percpu(s->cpu_slab);
3234         free_kmem_cache_nodes(s);
3235         return 0;
3236 }
3237
3238 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3239 {
3240         int rc = kmem_cache_close(s);
3241
3242         if (!rc) {
3243                 /*
3244                  * Since slab_attr_store may take the slab_mutex, we should
3245                  * release the lock while removing the sysfs entry in order to
3246                  * avoid a deadlock. Because this is pretty much the last
3247                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3248                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3249                  * to a later point in common code. We should do that when we
3250                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3251                  */
3252                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3253                 sysfs_slab_remove(s);
3254                 mutex_lock(&slab_mutex);
3255         }
3256
3257         return rc;
3258 }
3259
3260 /********************************************************************
3261  *              Kmalloc subsystem
3262  *******************************************************************/
3263
3264 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3265 {
3266         get_option(&str, &slub_min_order);
3267
3268         return 1;
3269 }
3270
3271 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3272
3273 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3274 {
3275         get_option(&str, &slub_max_order);
3276         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3277
3278         return 1;
3279 }
3280
3281 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3282
3283 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3284 {
3285         get_option(&str, &slub_min_objects);
3286
3287         return 1;
3288 }
3289
3290 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3291
3292 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3293 {
3294         slub_nomerge = 1;
3295         return 1;
3296 }
3297
3298 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3299
3300 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3301 {
3302         struct kmem_cache *s;
3303         void *ret;
3304
3305         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3306                 return kmalloc_large(size, flags);
3307
3308         s = kmalloc_slab(size, flags);
3309
3310         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3311                 return s;
3312
3313         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3314
3315         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3316
3317         return ret;
3318 }
3319 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3320
3321 #ifdef CONFIG_NUMA
3322 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3323 {
3324         struct page *page;
3325         void *ptr = NULL;
3326
3327         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3328         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3329         if (page)
3330                 ptr = page_address(page);
3331
3332         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3333         return ptr;
3334 }
3335
3336 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3337 {
3338         struct kmem_cache *s;
3339         void *ret;
3340
3341         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3342                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3343
3344                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3345                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3346                                    flags, node);
3347
3348                 return ret;
3349         }
3350
3351         s = kmalloc_slab(size, flags);
3352
3353         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3354                 return s;
3355
3356         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3357
3358         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3359
3360         return ret;
3361 }
3362 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3363 #endif
3364
3365 size_t ksize(const void *object)
3366 {
3367         struct page *page;
3368
3369         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3370                 return 0;
3371
3372         page = virt_to_head_page(object);
3373
3374         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3375                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3376                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3377         }
3378
3379         return slab_ksize(page->slab_cache);
3380 }
3381 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3382
3383 void kfree(const void *x)
3384 {
3385         struct page *page;
3386         void *object = (void *)x;
3387
3388         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3389
3390         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3391                 return;
3392
3393         page = virt_to_head_page(x);
3394         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3395                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3396                 kfree_hook(x);
3397                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3398                 return;
3399         }
3400         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3401 }
3402 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3403
3404 /*
3405  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3406  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3407  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3408  * and thus they can be removed from the partial lists.
3409  *
3410  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3411  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3412  * are freed in them.
3413  */
3414 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3415 {
3416         int node;
3417         int i;
3418         struct kmem_cache_node *n;
3419         struct page *page;
3420         struct page *t;
3421         int objects = oo_objects(s->max);
3422         struct list_head *slabs_by_inuse =
3423                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3424         unsigned long flags;
3425
3426         if (!slabs_by_inuse)
3427                 return -ENOMEM;
3428
3429         flush_all(s);
3430         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3431                 n = get_node(s, node);
3432
3433                 if (!n->nr_partial)
3434                         continue;
3435
3436                 for (i = 0; i < objects; i++)
3437                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3438
3439                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3440
3441                 /*
3442                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3443                  *
3444                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3445                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3446                  */
3447                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3448                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3449                         if (!page->inuse)
3450                                 n->nr_partial--;
3451                 }
3452
3453                 /*
3454                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3455                  * first and the least used slabs at the end.
3456                  */
3457                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3458                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3459
3460                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3461
3462                 /* Release empty slabs */
3463                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3464                         discard_slab(s, page);
3465         }
3466
3467         kfree(slabs_by_inuse);
3468         return 0;
3469 }
3470 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3471
3472 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3473 {
3474         struct kmem_cache *s;
3475
3476         mutex_lock(&slab_mutex);
3477         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3478                 kmem_cache_shrink(s);
3479         mutex_unlock(&slab_mutex);
3480
3481         return 0;
3482 }
3483
3484 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3485 {
3486         struct kmem_cache_node *n;
3487         struct kmem_cache *s;
3488         struct memory_notify *marg = arg;
3489         int offline_node;
3490
3491         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3492
3493         /*
3494          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3495          * for it yet.
3496          */
3497         if (offline_node < 0)
3498                 return;
3499
3500         mutex_lock(&slab_mutex);
3501         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3502                 n = get_node(s, offline_node);
3503                 if (n) {
3504                         /*
3505                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3506                          * that is going down. We were unable to free them,
3507                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3508                          * callback. So, we must fail.
3509                          */
3510                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3511
3512                         s->node[offline_node] = NULL;
3513                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3514                 }
3515         }
3516         mutex_unlock(&slab_mutex);
3517 }
3518
3519 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3520 {
3521         struct kmem_cache_node *n;
3522         struct kmem_cache *s;
3523         struct memory_notify *marg = arg;
3524         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3525         int ret = 0;
3526
3527         /*
3528          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3529          * already created. Nothing to do.
3530          */
3531         if (nid < 0)
3532                 return 0;
3533
3534         /*
3535          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3536          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3537          * online.
3538          */
3539         mutex_lock(&slab_mutex);
3540         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3541                 /*
3542                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3543                  *      since memory is not yet available from the node that
3544                  *      is brought up.
3545                  */
3546                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3547                 if (!n) {
3548                         ret = -ENOMEM;
3549                         goto out;
3550                 }
3551                 init_kmem_cache_node(n);
3552                 s->node[nid] = n;
3553         }
3554 out:
3555         mutex_unlock(&slab_mutex);
3556         return ret;
3557 }
3558
3559 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3560                                 unsigned long action, void *arg)
3561 {
3562         int ret = 0;
3563
3564         switch (action) {
3565         case MEM_GOING_ONLINE:
3566                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3567                 break;
3568         case MEM_GOING_OFFLINE:
3569                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3570                 break;
3571         case MEM_OFFLINE:
3572         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3573                 slab_mem_offline_callback(arg);
3574                 break;
3575         case MEM_ONLINE:
3576         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3577                 break;
3578         }
3579         if (ret)
3580                 ret = notifier_from_errno(ret);
3581         else
3582                 ret = NOTIFY_OK;
3583         return ret;
3584 }
3585
3586 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3587         .notifier_call = slab_memory_callback,
3588         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3589 };
3590
3591 /********************************************************************
3592  *                      Basic setup of slabs
3593  *******************************************************************/
3594
3595 /*
3596  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3597  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3598  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3599  */
3600
3601 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3602 {
3603         int node;
3604         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3605
3606         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3607
3608         /*
3609          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3610          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3611          * IPIs around.
3612          */
3613         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3614         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3615                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3616                 struct page *p;
3617
3618                 if (n) {
3619                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3620                                 p->slab_cache = s;
3621
3622 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3623                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3624                                 p->slab_cache = s;
3625 #endif
3626                 }
3627         }
3628         list_add(&s->list, &slab_caches);
3629         return s;
3630 }
3631
3632 void __init kmem_cache_init(void)
3633 {
3634         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3635                 boot_kmem_cache_node;
3636
3637         if (debug_guardpage_minorder())
3638                 slub_max_order = 0;
3639
3640         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3641         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3642
3643         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3644                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3645
3646         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3647
3648         /* Able to allocate the per node structures */
3649         slab_state = PARTIAL;
3650
3651         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3652                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3653                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3654                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3655
3656         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3657
3658         /*
3659          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3660          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3661          * update any list pointers.
3662          */
3663         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3664
3665         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3666         create_kmalloc_caches(0);
3667
3668 #ifdef CONFIG_SMP
3669         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3670 #endif
3671
3672         printk(KERN_INFO
3673                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3674                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3675                 cache_line_size(),
3676                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3677                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3678 }
3679
3680 void __init kmem_cache_init_late(void)
3681 {
3682 }
3683
3684 /*
3685  * Find a mergeable slab cache
3686  */
3687 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3688 {
3689         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3690                 return 1;
3691
3692         if (!is_root_cache(s))
3693                 return 1;
3694
3695         if (s->ctor)
3696                 return 1;
3697
3698         /*
3699          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3700          */
3701         if (s->refcount < 0)
3702                 return 1;
3703
3704         return 0;
3705 }
3706
3707 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size, size_t align,
3708                 unsigned long flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
3709 {
3710         struct kmem_cache *s;
3711
3712         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3713                 return NULL;
3714
3715         if (ctor)
3716                 return NULL;
3717
3718         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3719         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3720         size = ALIGN(size, align);
3721         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3722
3723         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3724                 if (slab_unmergeable(s))
3725                         continue;
3726
3727                 if (size > s->size)
3728                         continue;
3729
3730                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3731                         continue;
3732                 /*
3733                  * Check if alignment is compatible.
3734                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3735                  */
3736                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3737                         continue;
3738
3739                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3740                         continue;
3741
3742                 return s;
3743         }
3744         return NULL;
3745 }
3746
3747 struct kmem_cache *
3748 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3749                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3750 {
3751         struct kmem_cache *s;
3752
3753         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3754         if (s) {
3755                 int i;
3756                 struct kmem_cache *c;
3757
3758                 s->refcount++;
3759
3760                 /*
3761                  * Adjust the object sizes so that we clear
3762                  * the complete object on kzalloc.
3763                  */
3764                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3765                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3766
3767                 for_each_memcg_cache_index(i) {
3768                         c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3769                         if (!c)
3770                                 continue;
3771                         c->object_size = s->object_size;
3772                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3773                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3774                 }
3775
3776                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3777                         s->refcount--;
3778                         s = NULL;
3779                 }
3780         }
3781
3782         return s;
3783 }
3784
3785 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3786 {
3787         int err;
3788
3789         err = kmem_cache_open(s, flags);
3790         if (err)
3791                 return err;
3792
3793         /* Mutex is not taken during early boot */
3794         if (slab_state <= UP)
3795                 return 0;
3796
3797         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3798         err = sysfs_slab_add(s);
3799         if (err)
3800                 kmem_cache_close(s);
3801
3802         return err;
3803 }
3804
3805 #ifdef CONFIG_SMP
3806 /*
3807  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3808  * necessary.
3809  */
3810 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3811                 unsigned long action, void *hcpu)
3812 {
3813         long cpu = (long)hcpu;
3814         struct kmem_cache *s;
3815         unsigned long flags;
3816
3817         switch (action) {
3818         case CPU_UP_CANCELED:
3819         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3820         case CPU_DEAD:
3821         case CPU_DEAD_FROZEN:
3822                 mutex_lock(&slab_mutex);
3823                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3824                         local_irq_save(flags);
3825                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3826                         local_irq_restore(flags);
3827                 }
3828                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3829                 break;
3830         default:
3831                 break;
3832         }
3833         return NOTIFY_OK;
3834 }
3835
3836 static struct notifier_block slab_notifier = {
3837         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3838 };
3839
3840 #endif
3841
3842 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3843 {
3844         struct kmem_cache *s;
3845         void *ret;
3846
3847         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3848                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3849
3850         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3851
3852         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3853                 return s;
3854
3855         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3856
3857         /* Honor the call site pointer we received. */
3858         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3859
3860         return ret;
3861 }
3862
3863 #ifdef CONFIG_NUMA
3864 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3865                                         int node, unsigned long caller)
3866 {
3867         struct kmem_cache *s;
3868         void *ret;
3869
3870         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3871                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3872
3873                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3874                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3875                                    gfpflags, node);
3876
3877                 return ret;
3878         }
3879
3880         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3881
3882         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3883                 return s;
3884
3885         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3886
3887         /* Honor the call site pointer we received. */
3888         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3889
3890         return ret;
3891 }
3892 #endif
3893
3894 #ifdef CONFIG_SYSFS
3895 static int count_inuse(struct page *page)
3896 {
3897         return page->inuse;
3898 }
3899
3900 static int count_total(struct page *page)
3901 {
3902         return page->objects;
3903 }
3904 #endif
3905
3906 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3907 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3908                                                 unsigned long *map)
3909 {
3910         void *p;
3911         void *addr = page_address(page);
3912
3913         if (!check_slab(s, page) ||
3914                         !on_freelist(s, page, NULL))
3915                 return 0;
3916
3917         /* Now we know that a valid freelist exists */
3918         bitmap_zero(map, page->objects);
3919
3920         get_map(s, page, map);
3921         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3922                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3923                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3924                                 return 0;
3925         }
3926
3927         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3928                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3929                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3930                                 return 0;
3931         return 1;
3932 }
3933
3934 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3935                                                 unsigned long *map)
3936 {
3937         slab_lock(page);
3938         validate_slab(s, page, map);
3939         slab_unlock(page);
3940 }
3941
3942 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3943                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3944 {
3945         unsigned long count = 0;
3946         struct page *page;
3947         unsigned long flags;
3948
3949         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3950
3951         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3952                 validate_slab_slab(s, page, map);
3953                 count++;
3954         }
3955         if (count != n->nr_partial)
3956                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3957                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3958
3959         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3960                 goto out;
3961
3962         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3963                 validate_slab_slab(s, page, map);
3964                 count++;
3965         }
3966         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3967                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3968                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3969                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3970
3971 out:
3972         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3973         return count;
3974 }
3975
3976 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3977 {
3978         int node;
3979         unsigned long count = 0;
3980         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3981                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3982
3983         if (!map)
3984                 return -ENOMEM;
3985
3986         flush_all(s);
3987         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3988                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3989
3990                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3991         }
3992         kfree(map);
3993         return count;
3994 }
3995 /*
3996  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3997  * and freed.
3998  */
3999
4000 struct location {
4001         unsigned long count;
4002         unsigned long addr;
4003         long long sum_time;
4004         long min_time;
4005         long max_time;
4006         long min_pid;
4007         long max_pid;
4008         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4009         nodemask_t nodes;
4010 };
4011
4012 struct loc_track {
4013         unsigned long max;
4014         unsigned long count;
4015         struct location *loc;
4016 };
4017
4018 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4019 {
4020         if (t->max)
4021                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4022                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4023 }
4024
4025 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4026 {
4027         struct location *l;
4028         int order;
4029
4030         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4031
4032         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4033         if (!l)
4034                 return 0;
4035
4036         if (t->count) {
4037                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4038                 free_loc_track(t);
4039         }
4040         t->max = max;
4041         t->loc = l;
4042         return 1;
4043 }
4044
4045 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4046                                 const struct track *track)
4047 {
4048         long start, end, pos;
4049         struct location *l;
4050         unsigned long caddr;
4051         unsigned long age = jiffies - track->when;
4052
4053         start = -1;
4054         end = t->count;
4055
4056         for ( ; ; ) {
4057                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4058
4059                 /*
4060                  * There is nothing at "end". If we end up there
4061                  * we need to add something to before end.
4062                  */
4063                 if (pos == end)
4064                         break;
4065
4066                 caddr = t->loc[pos].addr;
4067                 if (track->addr == caddr) {
4068
4069                         l = &t->loc[pos];
4070                         l->count++;
4071                         if (track->when) {
4072                                 l->sum_time += age;
4073                                 if (age < l->min_time)
4074                                         l->min_time = age;
4075                                 if (age > l->max_time)
4076                                         l->max_time = age;
4077
4078                                 if (track->pid < l->min_pid)
4079                                         l->min_pid = track->pid;
4080                                 if (track->pid > l->max_pid)
4081                                         l->max_pid = track->pid;
4082
4083                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4084                                                 to_cpumask(l->cpus));
4085                         }
4086                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4087                         return 1;
4088                 }
4089
4090                 if (track->addr < caddr)
4091                         end = pos;
4092                 else
4093                         start = pos;
4094         }
4095
4096         /*
4097          * Not found. Insert new tracking element.
4098          */
4099         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4100                 return 0;
4101
4102         l = t->loc + pos;
4103         if (pos < t->count)
4104                 memmove(l + 1, l,
4105                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4106         t->count++;
4107         l->count = 1;
4108         l->addr = track->addr;
4109         l->sum_time = age;
4110         l->min_time = age;
4111         l->max_time = age;
4112         l->min_pid = track->pid;
4113         l->max_pid = track->pid;
4114         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4115         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4116         nodes_clear(l->nodes);
4117         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4118         return 1;
4119 }
4120
4121 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4122                 struct page *page, enum track_item alloc,
4123                 unsigned long *map)
4124 {
4125         void *addr = page_address(page);
4126         void *p;
4127
4128         bitmap_zero(map, page->objects);
4129         get_map(s, page, map);
4130
4131         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4132                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4133                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4134 }
4135
4136 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4137                                         enum track_item alloc)
4138 {
4139         int len = 0;
4140         unsigned long i;
4141         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4142         int node;
4143         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4144                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4145
4146         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4147                                      GFP_TEMPORARY)) {
4148                 kfree(map);
4149                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4150         }
4151         /* Push back cpu slabs */
4152         flush_all(s);
4153
4154         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4155                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4156                 unsigned long flags;
4157                 struct page *page;
4158
4159                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4160                         continue;
4161
4162                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4163                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4164                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4165                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4166                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4167                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4168         }
4169
4170         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4171                 struct location *l = &t.loc[i];
4172
4173                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4174                         break;
4175                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4176
4177                 if (l->addr)
4178                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4179                 else
4180                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4181
4182                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4183                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4184                                 l->min_time,
4185                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4186                                 l->max_time);
4187                 } else
4188                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4189                                 l->min_time);
4190
4191                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4192                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4193                                 l->min_pid, l->max_pid);
4194                 else
4195                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4196                                 l->min_pid);
4197
4198                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4199                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4200                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4201                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4202                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4203                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4204                                                  to_cpumask(l->cpus));
4205                 }
4206
4207                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4208                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4209                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4210                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4211                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4212                                                   l->nodes);
4213                 }
4214
4215                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4216         }
4217
4218         free_loc_track(&t);
4219         kfree(map);
4220         if (!t.count)
4221                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4222         return len;
4223 }
4224 #endif
4225
4226 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4227 static void resiliency_test(void)
4228 {
4229         u8 *p;
4230
4231         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4232
4233         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4234         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4235         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4236
4237         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4238         p[16] = 0x12;
4239         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4240                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4241
4242         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4243
4244         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4245         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4246         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4247         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4248                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4249         printk(KERN_ERR
4250                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4251
4252         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4253         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4254         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4255         *p = 0x56;
4256         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4257                                                                         p);
4258         printk(KERN_ERR
4259                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4260         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4261
4262         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4263         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4264         kfree(p);
4265         *p = 0x78;
4266         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4267         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4268
4269         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4270         kfree(p);
4271         p[50] = 0x9a;
4272         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4273                         p);
4274         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4275
4276         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4277         kfree(p);
4278         p[512] = 0xab;
4279         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4280         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4281 }
4282 #else
4283 #ifdef CONFIG_SYSFS
4284 static void resiliency_test(void) {};
4285 #endif
4286 #endif
4287
4288 #ifdef CONFIG_SYSFS
4289 enum slab_stat_type {
4290         SL_ALL,                 /* All slabs */
4291         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4292         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4293         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4294         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4295 };
4296
4297 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4298 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4299 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4300 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4301 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4302
4303 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4304                             char *buf, unsigned long flags)
4305 {
4306         unsigned long total = 0;
4307         int node;
4308         int x;
4309         unsigned long *nodes;
4310
4311         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4312         if (!nodes)
4313                 return -ENOMEM;
4314
4315         if (flags & SO_CPU) {
4316                 int cpu;
4317
4318                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4319                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4320                                                                cpu);
4321                         int node;
4322                         struct page *page;
4323
4324                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4325                         if (!page)
4326                                 continue;
4327
4328                         node = page_to_nid(page);
4329                         if (flags & SO_TOTAL)
4330                                 x = page->objects;
4331                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4332                                 x = page->inuse;
4333                         else
4334                                 x = 1;
4335
4336                         total += x;
4337                         nodes[node] += x;
4338
4339                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4340                         if (page) {
4341                                 node = page_to_nid(page);
4342                                 if (flags & SO_TOTAL)
4343                                         WARN_ON_ONCE(1);
4344                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4345                                         WARN_ON_ONCE(1);
4346                                 else
4347                                         x = page->pages;
4348                                 total += x;
4349                                 nodes[node] += x;
4350                         }
4351                 }
4352         }
4353
4354         lock_memory_hotplug();
4355 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4356         if (flags & SO_ALL) {
4357                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4358                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4359
4360                         if (flags & SO_TOTAL)
4361                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4362                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4363                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4364                                         count_partial(n, count_free);
4365                         else
4366                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4367                         total += x;
4368                         nodes[node] += x;
4369                 }
4370
4371         } else
4372 #endif
4373         if (flags & SO_PARTIAL) {
4374                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4375                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4376
4377                         if (flags & SO_TOTAL)
4378                                 x = count_partial(n, count_total);
4379                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4380                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4381                         else
4382                                 x = n->nr_partial;
4383                         total += x;
4384                         nodes[node] += x;
4385                 }
4386         }
4387         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4388 #ifdef CONFIG_NUMA
4389         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4390                 if (nodes[node])
4391                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4392                                         node, nodes[node]);
4393 #endif
4394         unlock_memory_hotplug();
4395         kfree(nodes);
4396         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4397 }
4398
4399 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4400 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4401 {
4402         int node;
4403
4404         for_each_online_node(node) {
4405                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4406
4407                 if (!n)
4408                         continue;
4409
4410                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4411                         return 1;
4412         }
4413         return 0;
4414 }
4415 #endif
4416
4417 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4418 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4419
4420 struct slab_attribute {
4421         struct attribute attr;
4422         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4423         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4424 };
4425
4426 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4427         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4428         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4429
4430 #define SLAB_ATTR(_name) \
4431         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4432         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4433
4434 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4435 {
4436         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4437 }
4438 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4439
4440 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4441 {
4442         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4443 }
4444 SLAB_ATTR_RO(align);
4445
4446 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4447 {
4448         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4449 }
4450 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4451
4452 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4453 {
4454         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4455 }
4456 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4457
4458 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4459                                 const char *buf, size_t length)
4460 {
4461         unsigned long order;
4462         int err;
4463
4464         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4465         if (err)
4466                 return err;
4467
4468         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4469                 return -EINVAL;
4470
4471         calculate_sizes(s, order);
4472         return length;
4473 }
4474
4475 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4476 {
4477         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4478 }
4479 SLAB_ATTR(order);
4480
4481 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4482 {
4483         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4484 }
4485
4486 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4487                                  size_t length)
4488 {
4489         unsigned long min;
4490         int err;
4491
4492         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4493         if (err)
4494                 return err;
4495
4496         set_min_partial(s, min);
4497         return length;
4498 }
4499 SLAB_ATTR(min_partial);
4500
4501 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4502 {
4503         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4504 }
4505
4506 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4507                                  size_t length)
4508 {
4509         unsigned long objects;
4510         int err;
4511
4512         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4513         if (err)
4514                 return err;
4515         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4516                 return -EINVAL;
4517
4518         s->cpu_partial = objects;
4519         flush_all(s);
4520         return length;
4521 }
4522 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4523
4524 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4525 {
4526         if (!s->ctor)
4527                 return 0;
4528         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4529 }
4530 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4531
4532 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4533 {
4534         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4535 }
4536 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4537
4538 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4539 {
4540         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4541 }
4542 SLAB_ATTR_RO(partial);
4543
4544 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4545 {
4546         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4547 }
4548 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4549
4550 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4551 {
4552         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4553 }
4554 SLAB_ATTR_RO(objects);
4555
4556 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4557 {
4558         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4559 }
4560 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4561
4562 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4563 {
4564         int objects = 0;
4565         int pages = 0;
4566         int cpu;
4567         int len;
4568
4569         for_each_online_cpu(cpu) {
4570                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4571
4572                 if (page) {
4573                         pages += page->pages;
4574                         objects += page->pobjects;
4575                 }
4576         }
4577
4578         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4579
4580 #ifdef CONFIG_SMP
4581         for_each_online_cpu(cpu) {
4582                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4583
4584                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4585                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4586                                 page->pobjects, page->pages);
4587         }
4588 #endif
4589         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4590 }
4591 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4592
4593 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4594 {
4595         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4596 }
4597
4598 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4599                                 const char *buf, size_t length)
4600 {
4601         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4602         if (buf[0] == '1')
4603                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4604         return length;
4605 }
4606 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4607
4608 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4609 {
4610         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4611 }
4612 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4613
4614 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4615 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4616 {
4617         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4618 }
4619 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4620 #endif
4621
4622 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4623 {
4624         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4625 }
4626 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4627
4628 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4629 {
4630         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4631 }
4632 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4633
4634 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4635 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4636 {
4637         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4638 }
4639 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4640
4641 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4642 {
4643         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4644 }
4645 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4646
4647 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4648 {
4649         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4650 }
4651
4652 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4653                                 const char *buf, size_t length)
4654 {
4655         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4656         if (buf[0] == '1') {
4657                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4658                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4659         }
4660         return length;
4661 }
4662 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4663
4664 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4665 {
4666         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4667 }
4668
4669 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4670                                                         size_t length)
4671 {
4672         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4673         if (buf[0] == '1') {
4674                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4675                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4676         }
4677         return length;
4678 }
4679 SLAB_ATTR(trace);
4680
4681 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4682 {
4683         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4684 }
4685
4686 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4687                                 const char *buf, size_t length)
4688 {
4689         if (any_slab_objects(s))
4690                 return -EBUSY;
4691
4692         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4693         if (buf[0] == '1') {
4694                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4695                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4696         }
4697         calculate_sizes(s, -1);
4698         return length;
4699 }
4700 SLAB_ATTR(red_zone);
4701
4702 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4703 {
4704         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4705 }
4706
4707 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4708                                 const char *buf, size_t length)
4709 {
4710         if (any_slab_objects(s))
4711                 return -EBUSY;
4712
4713         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4714         if (buf[0] == '1') {
4715                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4716                 s->flags |= SLAB_POISON;
4717         }
4718         calculate_sizes(s, -1);
4719         return length;
4720 }
4721 SLAB_ATTR(poison);
4722
4723 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4724 {
4725         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4726 }
4727
4728 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4729                                 const char *buf, size_t length)
4730 {
4731         if (any_slab_objects(s))
4732                 return -EBUSY;
4733
4734         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4735         if (buf[0] == '1') {
4736                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4737                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4738         }
4739         calculate_sizes(s, -1);
4740         return length;
4741 }
4742 SLAB_ATTR(store_user);
4743
4744 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4745 {
4746         return 0;
4747 }
4748
4749 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4750                         const char *buf, size_t length)
4751 {
4752         int ret = -EINVAL;
4753
4754         if (buf[0] == '1') {
4755                 ret = validate_slab_cache(s);
4756                 if (ret >= 0)
4757                         ret = length;
4758         }
4759         return ret;
4760 }
4761 SLAB_ATTR(validate);
4762
4763 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4766                 return -ENOSYS;
4767         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4768 }
4769 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4770
4771 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4772 {
4773         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4774                 return -ENOSYS;
4775         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4776 }
4777 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4778 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4779
4780 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4781 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4782 {
4783         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4784 }
4785
4786 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4787                                                         size_t length)
4788 {
4789         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4790         if (buf[0] == '1')
4791                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4792         return length;
4793 }
4794 SLAB_ATTR(failslab);
4795 #endif
4796
4797 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4798 {
4799         return 0;
4800 }
4801
4802 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4803                         const char *buf, size_t length)
4804 {
4805         if (buf[0] == '1') {
4806                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4807
4808                 if (rc)
4809                         return rc;
4810         } else
4811                 return -EINVAL;
4812         return length;
4813 }
4814 SLAB_ATTR(shrink);
4815
4816 #ifdef CONFIG_NUMA
4817 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4818 {
4819         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4820 }
4821
4822 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4823                                 const char *buf, size_t length)
4824 {
4825         unsigned long ratio;
4826         int err;
4827
4828         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4829         if (err)
4830                 return err;
4831
4832         if (ratio <= 100)
4833                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4834
4835         return length;
4836 }
4837 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4838 #endif
4839
4840 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4841 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4842 {
4843         unsigned long sum  = 0;
4844         int cpu;
4845         int len;
4846         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4847
4848         if (!data)
4849                 return -ENOMEM;
4850
4851         for_each_online_cpu(cpu) {
4852                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4853
4854                 data[cpu] = x;
4855                 sum += x;
4856         }
4857
4858         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4859
4860 #ifdef CONFIG_SMP
4861         for_each_online_cpu(cpu) {
4862                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4863                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4864         }
4865 #endif
4866         kfree(data);
4867         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4868 }
4869
4870 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4871 {
4872         int cpu;
4873
4874         for_each_online_cpu(cpu)
4875                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4876 }
4877
4878 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4879 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4880 {                                                               \
4881         return show_stat(s, buf, si);                           \
4882 }                                                               \
4883 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4884                                 const char *buf, size_t length) \
4885 {                                                               \
4886         if (buf[0] != '0')                                      \
4887                 return -EINVAL;                                 \
4888         clear_stat(s, si);                                      \
4889         return length;                                          \
4890 }                                                               \
4891 SLAB_ATTR(text);                                                \
4892
4893 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4894 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4895 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4896 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4897 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4898 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4899 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4900 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4901 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4902 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4903 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4904 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4905 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4906 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4907 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4908 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4909 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4910 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4911 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4912 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4913 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4914 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4915 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4916 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4917 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4918 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4919 #endif
4920
4921 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4922         &slab_size_attr.attr,
4923         &object_size_attr.attr,
4924         &objs_per_slab_attr.attr,
4925         &order_attr.attr,
4926         &min_partial_attr.attr,
4927         &cpu_partial_attr.attr,
4928         &objects_attr.attr,
4929         &objects_partial_attr.attr,
4930         &partial_attr.attr,
4931         &cpu_slabs_attr.attr,
4932         &ctor_attr.attr,
4933         &aliases_attr.attr,
4934         &align_attr.attr,
4935         &hwcache_align_attr.attr,
4936         &reclaim_account_attr.attr,
4937         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4938         &shrink_attr.attr,
4939         &reserved_attr.attr,
4940         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4941 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4942         &total_objects_attr.attr,
4943         &slabs_attr.attr,
4944         &sanity_checks_attr.attr,
4945         &trace_attr.attr,
4946         &red_zone_attr.attr,
4947         &poison_attr.attr,
4948         &store_user_attr.attr,
4949         &validate_attr.attr,
4950         &alloc_calls_attr.attr,
4951         &free_calls_attr.attr,
4952 #endif
4953 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4954         &cache_dma_attr.attr,
4955 #endif
4956 #ifdef CONFIG_NUMA
4957         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4958 #endif
4959 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4960         &alloc_fastpath_attr.attr,
4961         &alloc_slowpath_attr.attr,
4962         &free_fastpath_attr.attr,
4963         &free_slowpath_attr.attr,
4964         &free_frozen_attr.attr,
4965         &free_add_partial_attr.attr,
4966         &free_remove_partial_attr.attr,
4967         &alloc_from_partial_attr.attr,
4968         &alloc_slab_attr.attr,
4969         &alloc_refill_attr.attr,
4970         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4971         &free_slab_attr.attr,
4972         &cpuslab_flush_attr.attr,
4973         &deactivate_full_attr.attr,
4974         &deactivate_empty_attr.attr,
4975         &deactivate_to_head_attr.attr,
4976         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4977         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4978         &deactivate_bypass_attr.attr,
4979         &order_fallback_attr.attr,
4980         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4981         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4982         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4983         &cpu_partial_free_attr.attr,
4984         &cpu_partial_node_attr.attr,
4985         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4986 #endif
4987 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4988         &failslab_attr.attr,
4989 #endif
4990
4991         NULL
4992 };
4993
4994 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4995         .attrs = slab_attrs,
4996 };
4997
4998 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4999                                 struct attribute *attr,
5000                                 char *buf)
5001 {
5002         struct slab_attribute *attribute;
5003         struct kmem_cache *s;
5004         int err;
5005
5006         attribute = to_slab_attr(attr);
5007         s = to_slab(kobj);
5008
5009         if (!attribute->show)
5010                 return -EIO;
5011
5012         err = attribute->show(s, buf);
5013
5014         return err;
5015 }
5016
5017 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5018                                 struct attribute *attr,
5019                                 const char *buf, size_t len)
5020 {
5021         struct slab_attribute *attribute;
5022         struct kmem_cache *s;
5023         int err;
5024
5025         attribute = to_slab_attr(attr);
5026         s = to_slab(kobj);
5027
5028         if (!attribute->store)
5029                 return -EIO;
5030
5031         err = attribute->store(s, buf, len);
5032 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5033         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5034                 int i;
5035
5036                 mutex_lock(&slab_mutex);
5037                 if (s->max_attr_size < len)
5038                         s->max_attr_size = len;
5039
5040                 /*
5041                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5042                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5043                  * basically because not all attributes will have a well
5044                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5045                  * have permanent effects.
5046                  *
5047                  * Returning the error value of any of the children that fail
5048                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5049                  * error code won't be able to know anything about the state of
5050                  * the cache.
5051                  *
5052                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5053                  * has well defined semantics. The cache being written to
5054                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5055                  * through the descendants with best-effort propagation.
5056                  */
5057                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5058                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
5059                         if (c)
5060                                 attribute->store(c, buf, len);
5061                 }
5062                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5063         }
5064 #endif
5065         return err;
5066 }
5067
5068 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5069 {
5070 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5071         int i;
5072         char *buffer = NULL;
5073
5074         if (!is_root_cache(s))
5075                 return;
5076
5077         /*
5078          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5079          * in copying default values around
5080          */
5081         if (!s->max_attr_size)
5082                 return;
5083
5084         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5085                 char mbuf[64];
5086                 char *buf;
5087                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5088
5089                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5090                         continue;
5091
5092                 /*
5093                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5094                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5095                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5096                  *
5097                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5098                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5099                  * theoretically happen.
5100                  */
5101                 if (buffer)
5102                         buf = buffer;
5103                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5104                         buf = mbuf;
5105                 else {
5106                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5107                         if (WARN_ON(!buffer))
5108                                 continue;
5109                         buf = buffer;
5110                 }
5111
5112                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5113                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5114         }
5115
5116         if (buffer)
5117                 free_page((unsigned long)buffer);
5118 #endif
5119 }
5120
5121 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5122         .show = slab_attr_show,
5123         .store = slab_attr_store,
5124 };
5125
5126 static struct kobj_type slab_ktype = {
5127         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5128 };
5129
5130 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5131 {
5132         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5133
5134         if (ktype == &slab_ktype)
5135                 return 1;
5136         return 0;
5137 }
5138
5139 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5140         .filter = uevent_filter,
5141 };
5142
5143 static struct kset *slab_kset;
5144
5145 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5146 {
5147 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5148         if (!is_root_cache(s))
5149                 return s->memcg_params->root_cache->memcg_kset;
5150 #endif
5151         return slab_kset;
5152 }
5153
5154 #define ID_STR_LENGTH 64
5155
5156 /* Create a unique string id for a slab cache:
5157  *
5158  * Format       :[flags-]size
5159  */
5160 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5161 {
5162         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5163         char *p = name;
5164
5165         BUG_ON(!name);
5166
5167         *p++ = ':';
5168         /*
5169          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5170          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5171          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5172          * are matched during merging to guarantee that the id is
5173          * unique.
5174          */
5175         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5176                 *p++ = 'd';
5177         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5178                 *p++ = 'a';
5179         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5180                 *p++ = 'F';
5181         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5182                 *p++ = 't';
5183         if (p != name + 1)
5184                 *p++ = '-';
5185         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5186
5187 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5188         if (!is_root_cache(s))
5189                 p += sprintf(p, "-%08d",
5190                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5191 #endif
5192
5193         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5194         return name;
5195 }
5196
5197 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5198 {
5199         int err;
5200         const char *name;
5201         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5202
5203         if (unmergeable) {
5204                 /*
5205                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5206                  * This is typically the case for debug situations. In that
5207                  * case we can catch duplicate names easily.
5208                  */
5209                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5210                 name = s->name;
5211         } else {
5212                 /*
5213                  * Create a unique name for the slab as a target
5214                  * for the symlinks.
5215                  */
5216                 name = create_unique_id(s);
5217         }
5218
5219         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5220         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5221         if (err)
5222                 goto out_put_kobj;
5223
5224         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5225         if (err)
5226                 goto out_del_kobj;
5227
5228 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5229         if (is_root_cache(s)) {
5230                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5231                 if (!s->memcg_kset) {
5232                         err = -ENOMEM;
5233                         goto out_del_kobj;
5234                 }
5235         }
5236 #endif
5237
5238         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5239         if (!unmergeable) {
5240                 /* Setup first alias */
5241                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5242         }
5243 out:
5244         if (!unmergeable)
5245                 kfree(name);
5246         return err;
5247 out_del_kobj:
5248         kobject_del(&s->kobj);
5249 out_put_kobj:
5250         kobject_put(&s->kobj);
5251         goto out;
5252 }
5253
5254 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5255 {
5256         if (slab_state < FULL)
5257                 /*
5258                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5259                  * cache from sysfs.
5260                  */
5261                 return;
5262
5263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5264         kset_unregister(s->memcg_kset);
5265 #endif
5266         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5267         kobject_del(&s->kobj);
5268         kobject_put(&s->kobj);
5269 }
5270
5271 /*
5272  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5273  * available lest we lose that information.
5274  */
5275 struct saved_alias {
5276         struct kmem_cache *s;
5277         const char *name;
5278         struct saved_alias *next;
5279 };
5280
5281 static struct saved_alias *alias_list;
5282
5283 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5284 {
5285         struct saved_alias *al;
5286
5287         if (slab_state == FULL) {
5288                 /*
5289                  * If we have a leftover link then remove it.
5290                  */
5291                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5292                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5293         }
5294
5295         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5296         if (!al)
5297                 return -ENOMEM;
5298
5299         al->s = s;
5300         al->name = name;
5301         al->next = alias_list;
5302         alias_list = al;
5303         return 0;
5304 }
5305
5306 static int __init slab_sysfs_init(void)
5307 {
5308         struct kmem_cache *s;
5309         int err;
5310
5311         mutex_lock(&slab_mutex);
5312
5313         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5314         if (!slab_kset) {
5315                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5316                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5317                 return -ENOSYS;
5318         }
5319
5320         slab_state = FULL;
5321
5322         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5323                 err = sysfs_slab_add(s);
5324                 if (err)
5325                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5326                                                 " to sysfs\n", s->name);
5327         }
5328
5329         while (alias_list) {
5330                 struct saved_alias *al = alias_list;
5331
5332                 alias_list = alias_list->next;
5333                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5334                 if (err)
5335                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5336                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5337                 kfree(al);
5338         }
5339
5340         mutex_unlock(&slab_mutex);
5341         resiliency_test();
5342         return 0;
5343 }
5344
5345 __initcall(slab_sysfs_init);
5346 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5347
5348 /*
5349  * The /proc/slabinfo ABI
5350  */
5351 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5352 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5353 {
5354         unsigned long nr_slabs = 0;
5355         unsigned long nr_objs = 0;
5356         unsigned long nr_free = 0;
5357         int node;
5358
5359         for_each_online_node(node) {
5360                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5361
5362                 if (!n)
5363                         continue;
5364
5365                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5366                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5367                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5368         }
5369
5370         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5371         sinfo->num_objs = nr_objs;
5372         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5373         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5374         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5375         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5376 }
5377
5378 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5379 {
5380 }
5381
5382 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5383                        size_t count, loff_t *ppos)
5384 {
5385         return -EIO;
5386 }
5387 #endif /* CONFIG_SLABINFO */