Merge tag 'dlm-3.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/teigland/linux-dlm
[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         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
228 #endif
229 }
230
231 /********************************************************************
232  *                      Core slab cache functions
233  *******************************************************************/
234
235 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
236 {
237         return s->node[node];
238 }
239
240 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
241 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
242                                 struct page *page, const void *object)
243 {
244         void *base;
245
246         if (!object)
247                 return 1;
248
249         base = page_address(page);
250         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
251                 (object - base) % s->size) {
252                 return 0;
253         }
254
255         return 1;
256 }
257
258 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
259 {
260         return *(void **)(object + s->offset);
261 }
262
263 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
264 {
265         prefetch(object + s->offset);
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         void *p;
271
272 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
273         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
274 #else
275         p = get_freepointer(s, object);
276 #endif
277         return p;
278 }
279
280 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
281 {
282         *(void **)(object + s->offset) = fp;
283 }
284
285 /* Loop over all objects in a slab */
286 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
287         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
288                         __p += (__s)->size)
289
290 /* Determine object index from a given position */
291 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
292 {
293         return (p - addr) / s->size;
294 }
295
296 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
297 {
298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
299         /*
300          * Debugging requires use of the padding between object
301          * and whatever may come after it.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
304                 return s->object_size;
305
306 #endif
307         /*
308          * If we have the need to store the freelist pointer
309          * back there or track user information then we can
310          * only use the space before that information.
311          */
312         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
313                 return s->inuse;
314         /*
315          * Else we can use all the padding etc for the allocation
316          */
317         return s->size;
318 }
319
320 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
321 {
322         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
323 }
324
325 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
326                 unsigned long size, int reserved)
327 {
328         struct kmem_cache_order_objects x = {
329                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
330         };
331
332         return x;
333 }
334
335 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x >> OO_SHIFT;
338 }
339
340 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
341 {
342         return x.x & OO_MASK;
343 }
344
345 /*
346  * Per slab locking using the pagelock
347  */
348 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
349 {
350         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
351 }
352
353 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
354 {
355         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
359 {
360         struct page tmp;
361         tmp.counters = counters_new;
362         /*
363          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
364          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
365          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
366          * be careful and only assign to the fields we need.
367          */
368         page->frozen  = tmp.frozen;
369         page->inuse   = tmp.inuse;
370         page->objects = tmp.objects;
371 }
372
373 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
374 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
375                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
376                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
377                 const char *n)
378 {
379         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
380 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
381     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
382         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
383                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
384                         freelist_old, counters_old,
385                         freelist_new, counters_new))
386                 return 1;
387         } else
388 #endif
389         {
390                 slab_lock(page);
391                 if (page->freelist == freelist_old &&
392                                         page->counters == counters_old) {
393                         page->freelist = freelist_new;
394                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
395                         slab_unlock(page);
396                         return 1;
397                 }
398                 slab_unlock(page);
399         }
400
401         cpu_relax();
402         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
403
404 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
405         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
406 #endif
407
408         return 0;
409 }
410
411 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
412                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
413                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
414                 const char *n)
415 {
416 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
417     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
418         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
419                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
420                         freelist_old, counters_old,
421                         freelist_new, counters_new))
422                 return 1;
423         } else
424 #endif
425         {
426                 unsigned long flags;
427
428                 local_irq_save(flags);
429                 slab_lock(page);
430                 if (page->freelist == freelist_old &&
431                                         page->counters == counters_old) {
432                         page->freelist = freelist_new;
433                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
434                         slab_unlock(page);
435                         local_irq_restore(flags);
436                         return 1;
437                 }
438                 slab_unlock(page);
439                 local_irq_restore(flags);
440         }
441
442         cpu_relax();
443         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
444
445 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
446         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
447 #endif
448
449         return 0;
450 }
451
452 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
453 /*
454  * Determine a map of object in use on a page.
455  *
456  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
457  * not vanish from under us.
458  */
459 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
460 {
461         void *p;
462         void *addr = page_address(page);
463
464         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
465                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
466 }
467
468 /*
469  * Debug settings:
470  */
471 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
472 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
473 #else
474 static int slub_debug;
475 #endif
476
477 static char *slub_debug_slabs;
478 static int disable_higher_order_debug;
479
480 /*
481  * Object debugging
482  */
483 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
484 {
485         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
486                         length, 1);
487 }
488
489 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
490         enum track_item alloc)
491 {
492         struct track *p;
493
494         if (s->offset)
495                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
496         else
497                 p = object + s->inuse;
498
499         return p + alloc;
500 }
501
502 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
503                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
504 {
505         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
506
507         if (addr) {
508 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
509                 struct stack_trace trace;
510                 int i;
511
512                 trace.nr_entries = 0;
513                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
514                 trace.entries = p->addrs;
515                 trace.skip = 3;
516                 save_stack_trace(&trace);
517
518                 /* See rant in lockdep.c */
519                 if (trace.nr_entries != 0 &&
520                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
521                         trace.nr_entries--;
522
523                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
524                         p->addrs[i] = 0;
525 #endif
526                 p->addr = addr;
527                 p->cpu = smp_processor_id();
528                 p->pid = current->pid;
529                 p->when = jiffies;
530         } else
531                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
532 }
533
534 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
535 {
536         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
537                 return;
538
539         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
540         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
541 }
542
543 static void print_track(const char *s, struct track *t)
544 {
545         if (!t->addr)
546                 return;
547
548         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
549                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
550 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
551         {
552                 int i;
553                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
554                         if (t->addrs[i])
555                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
556                         else
557                                 break;
558         }
559 #endif
560 }
561
562 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
563 {
564         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
565                 return;
566
567         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
568         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
569 }
570
571 static void print_page_info(struct page *page)
572 {
573         printk(KERN_ERR
574                "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
575                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
576
577 }
578
579 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
580 {
581         va_list args;
582         char buf[100];
583
584         va_start(args, fmt);
585         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
586         va_end(args);
587         printk(KERN_ERR "========================================"
588                         "=====================================\n");
589         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
590         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
591                         "-------------------------------------\n\n");
592
593         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
594 }
595
596 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
597 {
598         va_list args;
599         char buf[100];
600
601         va_start(args, fmt);
602         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
603         va_end(args);
604         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
605 }
606
607 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
608 {
609         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
610         u8 *addr = page_address(page);
611
612         print_tracking(s, p);
613
614         print_page_info(page);
615
616         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
617                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
618
619         if (p > addr + 16)
620                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
621
622         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
623                                 PAGE_SIZE));
624         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
625                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
626                         s->inuse - s->object_size);
627
628         if (s->offset)
629                 off = s->offset + sizeof(void *);
630         else
631                 off = s->inuse;
632
633         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
634                 off += 2 * sizeof(struct track);
635
636         if (off != s->size)
637                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
638                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
639
640         dump_stack();
641 }
642
643 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
644                         u8 *object, char *reason)
645 {
646         slab_bug(s, "%s", reason);
647         print_trailer(s, page, object);
648 }
649
650 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
651                         const char *fmt, ...)
652 {
653         va_list args;
654         char buf[100];
655
656         va_start(args, fmt);
657         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
658         va_end(args);
659         slab_bug(s, "%s", buf);
660         print_page_info(page);
661         dump_stack();
662 }
663
664 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
665 {
666         u8 *p = object;
667
668         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
669                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
670                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
671         }
672
673         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
674                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
675 }
676
677 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
678                                                 void *from, void *to)
679 {
680         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
681         memset(from, data, to - from);
682 }
683
684 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
685                         u8 *object, char *what,
686                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
687 {
688         u8 *fault;
689         u8 *end;
690
691         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
692         if (!fault)
693                 return 1;
694
695         end = start + bytes;
696         while (end > fault && end[-1] == value)
697                 end--;
698
699         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
700         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
701                                         fault, end - 1, fault[0], value);
702         print_trailer(s, page, object);
703
704         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
705         return 0;
706 }
707
708 /*
709  * Object layout:
710  *
711  * object address
712  *      Bytes of the object to be managed.
713  *      If the freepointer may overlay the object then the free
714  *      pointer is the first word of the object.
715  *
716  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
717  *      0xa5 (POISON_END)
718  *
719  * object + s->object_size
720  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
721  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
722  *      object_size == inuse.
723  *
724  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
725  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
726  *
727  * object + s->inuse
728  *      Meta data starts here.
729  *
730  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
731  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
732  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
733  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
734  *              before the word boundary.
735  *
736  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
737  *
738  * object + s->size
739  *      Nothing is used beyond s->size.
740  *
741  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
742  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
743  * may be used with merged slabcaches.
744  */
745
746 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
747 {
748         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
749
750         if (s->offset)
751                 /* Freepointer is placed after the object. */
752                 off += sizeof(void *);
753
754         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
755                 /* We also have user information there */
756                 off += 2 * sizeof(struct track);
757
758         if (s->size == off)
759                 return 1;
760
761         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
762                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
763 }
764
765 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
766 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
767 {
768         u8 *start;
769         u8 *fault;
770         u8 *end;
771         int length;
772         int remainder;
773
774         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
775                 return 1;
776
777         start = page_address(page);
778         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
779         end = start + length;
780         remainder = length % s->size;
781         if (!remainder)
782                 return 1;
783
784         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
785         if (!fault)
786                 return 1;
787         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
788                 end--;
789
790         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
791         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
792
793         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
794         return 0;
795 }
796
797 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
798                                         void *object, u8 val)
799 {
800         u8 *p = object;
801         u8 *endobject = object + s->object_size;
802
803         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
804                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
805                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
806                         return 0;
807         } else {
808                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
809                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
810                                 endobject, POISON_INUSE,
811                                 s->inuse - s->object_size);
812                 }
813         }
814
815         if (s->flags & SLAB_POISON) {
816                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
817                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
818                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
819                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
820                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
821                         return 0;
822                 /*
823                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
824                  */
825                 check_pad_bytes(s, page, p);
826         }
827
828         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
829                 /*
830                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
831                  * freepointer while object is allocated.
832                  */
833                 return 1;
834
835         /* Check free pointer validity */
836         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
837                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
838                 /*
839                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
840                  * of the free objects in this slab. May cause
841                  * another error because the object count is now wrong.
842                  */
843                 set_freepointer(s, p, NULL);
844                 return 0;
845         }
846         return 1;
847 }
848
849 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
850 {
851         int maxobj;
852
853         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
854
855         if (!PageSlab(page)) {
856                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
857                 return 0;
858         }
859
860         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
861         if (page->objects > maxobj) {
862                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
863                         s->name, page->objects, maxobj);
864                 return 0;
865         }
866         if (page->inuse > page->objects) {
867                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
868                         s->name, page->inuse, page->objects);
869                 return 0;
870         }
871         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
872         slab_pad_check(s, page);
873         return 1;
874 }
875
876 /*
877  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
878  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
879  */
880 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
881 {
882         int nr = 0;
883         void *fp;
884         void *object = NULL;
885         unsigned long max_objects;
886
887         fp = page->freelist;
888         while (fp && nr <= page->objects) {
889                 if (fp == search)
890                         return 1;
891                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
892                         if (object) {
893                                 object_err(s, page, object,
894                                         "Freechain corrupt");
895                                 set_freepointer(s, object, NULL);
896                         } else {
897                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
898                                 page->freelist = NULL;
899                                 page->inuse = page->objects;
900                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
901                                 return 0;
902                         }
903                         break;
904                 }
905                 object = fp;
906                 fp = get_freepointer(s, object);
907                 nr++;
908         }
909
910         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
911         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
912                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
913
914         if (page->objects != max_objects) {
915                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
916                         "should be %d", page->objects, max_objects);
917                 page->objects = max_objects;
918                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
919         }
920         if (page->inuse != page->objects - nr) {
921                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
922                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
923                 page->inuse = page->objects - nr;
924                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
925         }
926         return search == NULL;
927 }
928
929 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
930                                                                 int alloc)
931 {
932         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
933                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
934                         s->name,
935                         alloc ? "alloc" : "free",
936                         object, page->inuse,
937                         page->freelist);
938
939                 if (!alloc)
940                         print_section("Object ", (void *)object,
941                                         s->object_size);
942
943                 dump_stack();
944         }
945 }
946
947 /*
948  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
949  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
950  */
951 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
952 {
953         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
954 }
955
956 static inline void kfree_hook(const void *x)
957 {
958         kmemleak_free(x);
959 }
960
961 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
962 {
963         flags &= gfp_allowed_mask;
964         lockdep_trace_alloc(flags);
965         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
966
967         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
968 }
969
970 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
971                                         gfp_t flags, void *object)
972 {
973         flags &= gfp_allowed_mask;
974         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
975         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
976 }
977
978 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
979 {
980         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
981
982         /*
983          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
984          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
985          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
986          */
987 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
988         {
989                 unsigned long flags;
990
991                 local_irq_save(flags);
992                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
993                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
994                 local_irq_restore(flags);
995         }
996 #endif
997         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
998                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1003  */
1004 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1005         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1006 {
1007         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1008                 return;
1009
1010         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1011         list_add(&page->lru, &n->full);
1012 }
1013
1014 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1015 {
1016         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1017                 return;
1018
1019         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1020         list_del(&page->lru);
1021 }
1022
1023 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1024 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1025 {
1026         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1027
1028         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1029 }
1030
1031 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1032 {
1033         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1034 }
1035
1036 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1037 {
1038         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1039
1040         /*
1041          * May be called early in order to allocate a slab for the
1042          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1043          * dilemma by deferring the increment of the count during
1044          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1045          */
1046         if (likely(n)) {
1047                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1048                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1049         }
1050 }
1051 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1052 {
1053         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1054
1055         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1056         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1057 }
1058
1059 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1060 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1061                                                                 void *object)
1062 {
1063         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1064                 return;
1065
1066         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1067         init_tracking(s, object);
1068 }
1069
1070 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1071                                         struct page *page,
1072                                         void *object, unsigned long addr)
1073 {
1074         if (!check_slab(s, page))
1075                 goto bad;
1076
1077         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1078                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1079                 goto bad;
1080         }
1081
1082         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1083                 goto bad;
1084
1085         /* Success perform special debug activities for allocs */
1086         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1087                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1088         trace(s, page, object, 1);
1089         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1090         return 1;
1091
1092 bad:
1093         if (PageSlab(page)) {
1094                 /*
1095                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1096                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1097                  * as used avoids touching the remaining objects.
1098                  */
1099                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1100                 page->inuse = page->objects;
1101                 page->freelist = NULL;
1102         }
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1107         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1108         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1109 {
1110         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1111
1112         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1113         slab_lock(page);
1114
1115         if (!check_slab(s, page))
1116                 goto fail;
1117
1118         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1119                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1120                 goto fail;
1121         }
1122
1123         if (on_freelist(s, page, object)) {
1124                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1125                 goto fail;
1126         }
1127
1128         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1129                 goto out;
1130
1131         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1132                 if (!PageSlab(page)) {
1133                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1134                                 "outside of slab", object);
1135                 } else if (!page->slab_cache) {
1136                         printk(KERN_ERR
1137                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1138                                                 object);
1139                         dump_stack();
1140                 } else
1141                         object_err(s, page, object,
1142                                         "page slab pointer corrupt.");
1143                 goto fail;
1144         }
1145
1146         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1147                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1148         trace(s, page, object, 0);
1149         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1150 out:
1151         slab_unlock(page);
1152         /*
1153          * Keep node_lock to preserve integrity
1154          * until the object is actually freed
1155          */
1156         return n;
1157
1158 fail:
1159         slab_unlock(page);
1160         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1161         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1162         return NULL;
1163 }
1164
1165 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1166 {
1167         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1168         if (*str++ != '=' || !*str)
1169                 /*
1170                  * No options specified. Switch on full debugging.
1171                  */
1172                 goto out;
1173
1174         if (*str == ',')
1175                 /*
1176                  * No options but restriction on slabs. This means full
1177                  * debugging for slabs matching a pattern.
1178                  */
1179                 goto check_slabs;
1180
1181         if (tolower(*str) == 'o') {
1182                 /*
1183                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1184                  * would increase as a result.
1185                  */
1186                 disable_higher_order_debug = 1;
1187                 goto out;
1188         }
1189
1190         slub_debug = 0;
1191         if (*str == '-')
1192                 /*
1193                  * Switch off all debugging measures.
1194                  */
1195                 goto out;
1196
1197         /*
1198          * Determine which debug features should be switched on
1199          */
1200         for (; *str && *str != ','; str++) {
1201                 switch (tolower(*str)) {
1202                 case 'f':
1203                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1204                         break;
1205                 case 'z':
1206                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1207                         break;
1208                 case 'p':
1209                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1210                         break;
1211                 case 'u':
1212                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1213                         break;
1214                 case 't':
1215                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1216                         break;
1217                 case 'a':
1218                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1219                         break;
1220                 default:
1221                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1222                                 "unknown. skipped\n", *str);
1223                 }
1224         }
1225
1226 check_slabs:
1227         if (*str == ',')
1228                 slub_debug_slabs = str + 1;
1229 out:
1230         return 1;
1231 }
1232
1233 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1234
1235 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1236         unsigned long flags, const char *name,
1237         void (*ctor)(void *))
1238 {
1239         /*
1240          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1241          */
1242         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1243                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1244                 flags |= slub_debug;
1245
1246         return flags;
1247 }
1248 #else
1249 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1250                         struct page *page, void *object) {}
1251
1252 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1253         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1254
1255 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1256         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1257         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1258
1259 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1260                         { return 1; }
1261 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1262                         void *object, u8 val) { return 1; }
1263 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1264                                         struct page *page) {}
1265 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1266                                         struct page *page) {}
1267 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1268         unsigned long flags, const char *name,
1269         void (*ctor)(void *))
1270 {
1271         return flags;
1272 }
1273 #define slub_debug 0
1274
1275 #define disable_higher_order_debug 0
1276
1277 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1278                                                         { return 0; }
1279 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1280                                                         { return 0; }
1281 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1282                                                         int objects) {}
1283 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1284                                                         int objects) {}
1285
1286 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1287 {
1288         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1289 }
1290
1291 static inline void kfree_hook(const void *x)
1292 {
1293         kmemleak_free(x);
1294 }
1295
1296 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1297                                                         { return 0; }
1298
1299 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1300                 void *object)
1301 {
1302         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags,
1303                 flags & gfp_allowed_mask);
1304 }
1305
1306 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1307 {
1308         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1309 }
1310
1311 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1312
1313 /*
1314  * Slab allocation and freeing
1315  */
1316 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1317                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1318 {
1319         int order = oo_order(oo);
1320
1321         flags |= __GFP_NOTRACK;
1322
1323         if (node == NUMA_NO_NODE)
1324                 return alloc_pages(flags, order);
1325         else
1326                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1327 }
1328
1329 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1330 {
1331         struct page *page;
1332         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1333         gfp_t alloc_gfp;
1334
1335         flags &= gfp_allowed_mask;
1336
1337         if (flags & __GFP_WAIT)
1338                 local_irq_enable();
1339
1340         flags |= s->allocflags;
1341
1342         /*
1343          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1344          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1345          */
1346         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1347
1348         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1349         if (unlikely(!page)) {
1350                 oo = s->min;
1351                 /*
1352                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1353                  * Try a lower order alloc if possible
1354                  */
1355                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1356
1357                 if (page)
1358                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1359         }
1360
1361         if (kmemcheck_enabled && page
1362                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1363                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1364
1365                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1366
1367                 /*
1368                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1369                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1370                  */
1371                 if (s->ctor)
1372                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1373                 else
1374                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1375         }
1376
1377         if (flags & __GFP_WAIT)
1378                 local_irq_disable();
1379         if (!page)
1380                 return NULL;
1381
1382         page->objects = oo_objects(oo);
1383         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1384                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1385                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1386                 1 << oo_order(oo));
1387
1388         return page;
1389 }
1390
1391 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1392                                 void *object)
1393 {
1394         setup_object_debug(s, page, object);
1395         if (unlikely(s->ctor))
1396                 s->ctor(object);
1397 }
1398
1399 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1400 {
1401         struct page *page;
1402         void *start;
1403         void *last;
1404         void *p;
1405         int order;
1406
1407         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1408
1409         page = allocate_slab(s,
1410                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1411         if (!page)
1412                 goto out;
1413
1414         order = compound_order(page);
1415         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1416         memcg_bind_pages(s, order);
1417         page->slab_cache = s;
1418         __SetPageSlab(page);
1419         if (page->pfmemalloc)
1420                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1421
1422         start = page_address(page);
1423
1424         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1425                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1426
1427         last = start;
1428         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1429                 setup_object(s, page, last);
1430                 set_freepointer(s, last, p);
1431                 last = p;
1432         }
1433         setup_object(s, page, last);
1434         set_freepointer(s, last, NULL);
1435
1436         page->freelist = start;
1437         page->inuse = page->objects;
1438         page->frozen = 1;
1439 out:
1440         return page;
1441 }
1442
1443 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1444 {
1445         int order = compound_order(page);
1446         int pages = 1 << order;
1447
1448         if (kmem_cache_debug(s)) {
1449                 void *p;
1450
1451                 slab_pad_check(s, page);
1452                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1453                                                 page->objects)
1454                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1455         }
1456
1457         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1458
1459         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1460                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1461                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1462                 -pages);
1463
1464         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1465         __ClearPageSlab(page);
1466
1467         memcg_release_pages(s, order);
1468         page_mapcount_reset(page);
1469         if (current->reclaim_state)
1470                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1471         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1472 }
1473
1474 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1475         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1476
1477 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1478 {
1479         struct page *page;
1480
1481         if (need_reserve_slab_rcu)
1482                 page = virt_to_head_page(h);
1483         else
1484                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1485
1486         __free_slab(page->slab_cache, page);
1487 }
1488
1489 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1490 {
1491         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1492                 struct rcu_head *head;
1493
1494                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1495                         int order = compound_order(page);
1496                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1497
1498                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1499                         head = page_address(page) + offset;
1500                 } else {
1501                         /*
1502                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1503                          */
1504                         head = (void *)&page->lru;
1505                 }
1506
1507                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1508         } else
1509                 __free_slab(s, page);
1510 }
1511
1512 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1513 {
1514         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1515         free_slab(s, page);
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Management of partially allocated slabs.
1520  */
1521 static inline void
1522 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1523 {
1524         n->nr_partial++;
1525         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1526                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1527         else
1528                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1529 }
1530
1531 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1532                                 struct page *page, int tail)
1533 {
1534         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1535         __add_partial(n, page, tail);
1536 }
1537
1538 static inline void
1539 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1540 {
1541         list_del(&page->lru);
1542         n->nr_partial--;
1543 }
1544
1545 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1546                                         struct page *page)
1547 {
1548         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1549         __remove_partial(n, page);
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1554  * return the pointer to the freelist.
1555  *
1556  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1557  */
1558 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1559                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1560                 int mode, int *objects)
1561 {
1562         void *freelist;
1563         unsigned long counters;
1564         struct page new;
1565
1566         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1567
1568         /*
1569          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1570          * The old freelist is the list of objects for the
1571          * per cpu allocation list.
1572          */
1573         freelist = page->freelist;
1574         counters = page->counters;
1575         new.counters = counters;
1576         *objects = new.objects - new.inuse;
1577         if (mode) {
1578                 new.inuse = page->objects;
1579                 new.freelist = NULL;
1580         } else {
1581                 new.freelist = freelist;
1582         }
1583
1584         VM_BUG_ON(new.frozen);
1585         new.frozen = 1;
1586
1587         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1588                         freelist, counters,
1589                         new.freelist, new.counters,
1590                         "acquire_slab"))
1591                 return NULL;
1592
1593         remove_partial(n, page);
1594         WARN_ON(!freelist);
1595         return freelist;
1596 }
1597
1598 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1599 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1600
1601 /*
1602  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1603  */
1604 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1605                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1606 {
1607         struct page *page, *page2;
1608         void *object = NULL;
1609         int available = 0;
1610         int objects;
1611
1612         /*
1613          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1614          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1615          * partial slab and there is none available then get_partials()
1616          * will return NULL.
1617          */
1618         if (!n || !n->nr_partial)
1619                 return NULL;
1620
1621         spin_lock(&n->list_lock);
1622         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1623                 void *t;
1624
1625                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1626                         continue;
1627
1628                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1629                 if (!t)
1630                         break;
1631
1632                 available += objects;
1633                 if (!object) {
1634                         c->page = page;
1635                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1636                         object = t;
1637                 } else {
1638                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1639                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1640                 }
1641                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1642                         || available > s->cpu_partial / 2)
1643                         break;
1644
1645         }
1646         spin_unlock(&n->list_lock);
1647         return object;
1648 }
1649
1650 /*
1651  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1652  */
1653 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1654                 struct kmem_cache_cpu *c)
1655 {
1656 #ifdef CONFIG_NUMA
1657         struct zonelist *zonelist;
1658         struct zoneref *z;
1659         struct zone *zone;
1660         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1661         void *object;
1662         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1663
1664         /*
1665          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1666          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1667          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1668          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1669          *
1670          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1671          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1672          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1673          * from other nodes and filled up.
1674          *
1675          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1676          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1677          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1678          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1679          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1680          * with available objects.
1681          */
1682         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1683                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1684                 return NULL;
1685
1686         do {
1687                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1688                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1689                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1690                         struct kmem_cache_node *n;
1691
1692                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1693
1694                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1695                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1696                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1697                                 if (object) {
1698                                         /*
1699                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1700                                          * here - if mems_allowed was updated in
1701                                          * parallel, that was a harmless race
1702                                          * between allocation and the cpuset
1703                                          * update
1704                                          */
1705                                         return object;
1706                                 }
1707                         }
1708                 }
1709         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1710 #endif
1711         return NULL;
1712 }
1713
1714 /*
1715  * Get a partial page, lock it and return it.
1716  */
1717 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1718                 struct kmem_cache_cpu *c)
1719 {
1720         void *object;
1721         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1722
1723         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1724         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1725                 return object;
1726
1727         return get_any_partial(s, flags, c);
1728 }
1729
1730 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1731 /*
1732  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1733  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1734  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1735  */
1736 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1737 #else
1738 /*
1739  * No preemption supported therefore also no need to check for
1740  * different cpus.
1741  */
1742 #define TID_STEP 1
1743 #endif
1744
1745 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1746 {
1747         return tid + TID_STEP;
1748 }
1749
1750 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1751 {
1752         return tid % TID_STEP;
1753 }
1754
1755 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1756 {
1757         return tid / TID_STEP;
1758 }
1759
1760 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1761 {
1762         return cpu;
1763 }
1764
1765 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1766                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1767 {
1768 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1769         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1770
1771         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1772
1773 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1774         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1775                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1776                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1777         else
1778 #endif
1779         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1780                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1781                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1782         else
1783                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1784                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1785 #endif
1786         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1787 }
1788
1789 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1790 {
1791         int cpu;
1792
1793         for_each_possible_cpu(cpu)
1794                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1795 }
1796
1797 /*
1798  * Remove the cpu slab
1799  */
1800 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1801                                 void *freelist)
1802 {
1803         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1804         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1805         int lock = 0;
1806         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1807         void *nextfree;
1808         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1809         struct page new;
1810         struct page old;
1811
1812         if (page->freelist) {
1813                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1814                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1815         }
1816
1817         /*
1818          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1819          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1820          * last one.
1821          *
1822          * There is no need to take the list->lock because the page
1823          * is still frozen.
1824          */
1825         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1826                 void *prior;
1827                 unsigned long counters;
1828
1829                 do {
1830                         prior = page->freelist;
1831                         counters = page->counters;
1832                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1833                         new.counters = counters;
1834                         new.inuse--;
1835                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1836
1837                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1838                         prior, counters,
1839                         freelist, new.counters,
1840                         "drain percpu freelist"));
1841
1842                 freelist = nextfree;
1843         }
1844
1845         /*
1846          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1847          * list presence reflects the actual number of objects
1848          * during unfreeze.
1849          *
1850          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1851          * with the count. If there is a mismatch then the page
1852          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1853          *
1854          * Then we restart the process which may have to remove
1855          * the page from the list that we just put it on again
1856          * because the number of objects in the slab may have
1857          * changed.
1858          */
1859 redo:
1860
1861         old.freelist = page->freelist;
1862         old.counters = page->counters;
1863         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1864
1865         /* Determine target state of the slab */
1866         new.counters = old.counters;
1867         if (freelist) {
1868                 new.inuse--;
1869                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1870                 new.freelist = freelist;
1871         } else
1872                 new.freelist = old.freelist;
1873
1874         new.frozen = 0;
1875
1876         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1877                 m = M_FREE;
1878         else if (new.freelist) {
1879                 m = M_PARTIAL;
1880                 if (!lock) {
1881                         lock = 1;
1882                         /*
1883                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1884                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1885                          * is frozen
1886                          */
1887                         spin_lock(&n->list_lock);
1888                 }
1889         } else {
1890                 m = M_FULL;
1891                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1892                         lock = 1;
1893                         /*
1894                          * This also ensures that the scanning of full
1895                          * slabs from diagnostic functions will not see
1896                          * any frozen slabs.
1897                          */
1898                         spin_lock(&n->list_lock);
1899                 }
1900         }
1901
1902         if (l != m) {
1903
1904                 if (l == M_PARTIAL)
1905
1906                         remove_partial(n, page);
1907
1908                 else if (l == M_FULL)
1909
1910                         remove_full(s, n, page);
1911
1912                 if (m == M_PARTIAL) {
1913
1914                         add_partial(n, page, tail);
1915                         stat(s, tail);
1916
1917                 } else if (m == M_FULL) {
1918
1919                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1920                         add_full(s, n, page);
1921
1922                 }
1923         }
1924
1925         l = m;
1926         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1927                                 old.freelist, old.counters,
1928                                 new.freelist, new.counters,
1929                                 "unfreezing slab"))
1930                 goto redo;
1931
1932         if (lock)
1933                 spin_unlock(&n->list_lock);
1934
1935         if (m == M_FREE) {
1936                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1937                 discard_slab(s, page);
1938                 stat(s, FREE_SLAB);
1939         }
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1944  *
1945  * This function must be called with interrupts disabled
1946  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1947  * to guarantee no concurrent accesses).
1948  */
1949 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1950                 struct kmem_cache_cpu *c)
1951 {
1952 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1953         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1954         struct page *page, *discard_page = NULL;
1955
1956         while ((page = c->partial)) {
1957                 struct page new;
1958                 struct page old;
1959
1960                 c->partial = page->next;
1961
1962                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1963                 if (n != n2) {
1964                         if (n)
1965                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1966
1967                         n = n2;
1968                         spin_lock(&n->list_lock);
1969                 }
1970
1971                 do {
1972
1973                         old.freelist = page->freelist;
1974                         old.counters = page->counters;
1975                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1976
1977                         new.counters = old.counters;
1978                         new.freelist = old.freelist;
1979
1980                         new.frozen = 0;
1981
1982                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1983                                 old.freelist, old.counters,
1984                                 new.freelist, new.counters,
1985                                 "unfreezing slab"));
1986
1987                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1988                         page->next = discard_page;
1989                         discard_page = page;
1990                 } else {
1991                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1992                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1993                 }
1994         }
1995
1996         if (n)
1997                 spin_unlock(&n->list_lock);
1998
1999         while (discard_page) {
2000                 page = discard_page;
2001                 discard_page = discard_page->next;
2002
2003                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2004                 discard_slab(s, page);
2005                 stat(s, FREE_SLAB);
2006         }
2007 #endif
2008 }
2009
2010 /*
2011  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2012  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2013  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2014  * onto a random cpus partial slot.
2015  *
2016  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2017  * per node partial list.
2018  */
2019 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2020 {
2021 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2022         struct page *oldpage;
2023         int pages;
2024         int pobjects;
2025
2026         do {
2027                 pages = 0;
2028                 pobjects = 0;
2029                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2030
2031                 if (oldpage) {
2032                         pobjects = oldpage->pobjects;
2033                         pages = oldpage->pages;
2034                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2035                                 unsigned long flags;
2036                                 /*
2037                                  * partial array is full. Move the existing
2038                                  * set to the per node partial list.
2039                                  */
2040                                 local_irq_save(flags);
2041                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2042                                 local_irq_restore(flags);
2043                                 oldpage = NULL;
2044                                 pobjects = 0;
2045                                 pages = 0;
2046                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2047                         }
2048                 }
2049
2050                 pages++;
2051                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2052
2053                 page->pages = pages;
2054                 page->pobjects = pobjects;
2055                 page->next = oldpage;
2056
2057         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2058                                                                 != oldpage);
2059 #endif
2060 }
2061
2062 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2063 {
2064         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2065         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2066
2067         c->tid = next_tid(c->tid);
2068         c->page = NULL;
2069         c->freelist = NULL;
2070 }
2071
2072 /*
2073  * Flush cpu slab.
2074  *
2075  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2076  */
2077 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2078 {
2079         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2080
2081         if (likely(c)) {
2082                 if (c->page)
2083                         flush_slab(s, c);
2084
2085                 unfreeze_partials(s, c);
2086         }
2087 }
2088
2089 static void flush_cpu_slab(void *d)
2090 {
2091         struct kmem_cache *s = d;
2092
2093         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2094 }
2095
2096 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2097 {
2098         struct kmem_cache *s = info;
2099         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2100
2101         return c->page || c->partial;
2102 }
2103
2104 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2105 {
2106         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2107 }
2108
2109 /*
2110  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2111  * locality expectations.
2112  */
2113 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2114 {
2115 #ifdef CONFIG_NUMA
2116         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2117                 return 0;
2118 #endif
2119         return 1;
2120 }
2121
2122 static int count_free(struct page *page)
2123 {
2124         return page->objects - page->inuse;
2125 }
2126
2127 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2128                                         int (*get_count)(struct page *))
2129 {
2130         unsigned long flags;
2131         unsigned long x = 0;
2132         struct page *page;
2133
2134         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2135         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2136                 x += get_count(page);
2137         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2138         return x;
2139 }
2140
2141 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2142 {
2143 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2144         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2145 #else
2146         return 0;
2147 #endif
2148 }
2149
2150 static noinline void
2151 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2152 {
2153         int node;
2154
2155         printk(KERN_WARNING
2156                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2157                 nid, gfpflags);
2158         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2159                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2160                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2161
2162         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2163                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2164                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2165
2166         for_each_online_node(node) {
2167                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2168                 unsigned long nr_slabs;
2169                 unsigned long nr_objs;
2170                 unsigned long nr_free;
2171
2172                 if (!n)
2173                         continue;
2174
2175                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2176                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2177                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2178
2179                 printk(KERN_WARNING
2180                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2181                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2182         }
2183 }
2184
2185 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2186                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2187 {
2188         void *freelist;
2189         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2190         struct page *page;
2191
2192         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2193
2194         if (freelist)
2195                 return freelist;
2196
2197         page = new_slab(s, flags, node);
2198         if (page) {
2199                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2200                 if (c->page)
2201                         flush_slab(s, c);
2202
2203                 /*
2204                  * No other reference to the page yet so we can
2205                  * muck around with it freely without cmpxchg
2206                  */
2207                 freelist = page->freelist;
2208                 page->freelist = NULL;
2209
2210                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2211                 c->page = page;
2212                 *pc = c;
2213         } else
2214                 freelist = NULL;
2215
2216         return freelist;
2217 }
2218
2219 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2220 {
2221         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2222                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2223
2224         return true;
2225 }
2226
2227 /*
2228  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2229  * per cpu freelist or deactivate the page.
2230  *
2231  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2232  *
2233  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2234  *
2235  * This function must be called with interrupt disabled.
2236  */
2237 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2238 {
2239         struct page new;
2240         unsigned long counters;
2241         void *freelist;
2242
2243         do {
2244                 freelist = page->freelist;
2245                 counters = page->counters;
2246
2247                 new.counters = counters;
2248                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2249
2250                 new.inuse = page->objects;
2251                 new.frozen = freelist != NULL;
2252
2253         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2254                 freelist, counters,
2255                 NULL, new.counters,
2256                 "get_freelist"));
2257
2258         return freelist;
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2263  * debugging duties.
2264  *
2265  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2266  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2267  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2268  *
2269  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2270  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2271  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2272  *
2273  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2274  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2275  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2276  */
2277 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2278                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2279 {
2280         void *freelist;
2281         struct page *page;
2282         unsigned long flags;
2283
2284         local_irq_save(flags);
2285 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2286         /*
2287          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2288          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2289          * pointer.
2290          */
2291         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2292 #endif
2293
2294         page = c->page;
2295         if (!page)
2296                 goto new_slab;
2297 redo:
2298
2299         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2300                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2301                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2302                 c->page = NULL;
2303                 c->freelist = NULL;
2304                 goto new_slab;
2305         }
2306
2307         /*
2308          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2309          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2310          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2311          */
2312         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2313                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2314                 c->page = NULL;
2315                 c->freelist = NULL;
2316                 goto new_slab;
2317         }
2318
2319         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2320         freelist = c->freelist;
2321         if (freelist)
2322                 goto load_freelist;
2323
2324         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2325
2326         freelist = get_freelist(s, page);
2327
2328         if (!freelist) {
2329                 c->page = NULL;
2330                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2331                 goto new_slab;
2332         }
2333
2334         stat(s, ALLOC_REFILL);
2335
2336 load_freelist:
2337         /*
2338          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2339          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2340          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2341          */
2342         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2343         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2344         c->tid = next_tid(c->tid);
2345         local_irq_restore(flags);
2346         return freelist;
2347
2348 new_slab:
2349
2350         if (c->partial) {
2351                 page = c->page = c->partial;
2352                 c->partial = page->next;
2353                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2354                 c->freelist = NULL;
2355                 goto redo;
2356         }
2357
2358         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2359
2360         if (unlikely(!freelist)) {
2361                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2362                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2363
2364                 local_irq_restore(flags);
2365                 return NULL;
2366         }
2367
2368         page = c->page;
2369         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2370                 goto load_freelist;
2371
2372         /* Only entered in the debug case */
2373         if (kmem_cache_debug(s) &&
2374                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2375                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2376
2377         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2378         c->page = NULL;
2379         c->freelist = NULL;
2380         local_irq_restore(flags);
2381         return freelist;
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2386  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2387  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2388  *
2389  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2390  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2391  *
2392  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2393  */
2394 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2395                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2396 {
2397         void **object;
2398         struct kmem_cache_cpu *c;
2399         struct page *page;
2400         unsigned long tid;
2401
2402         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2403                 return NULL;
2404
2405         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2406 redo:
2407         /*
2408          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2409          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2410          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2411          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2412          *
2413          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2414          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2415          * on a different processor between the determination of the pointer
2416          * and the retrieval of the tid.
2417          */
2418         preempt_disable();
2419         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2420
2421         /*
2422          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2423          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2424          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2425          * linked list in between.
2426          */
2427         tid = c->tid;
2428         preempt_enable();
2429
2430         object = c->freelist;
2431         page = c->page;
2432         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2433                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2434
2435         else {
2436                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2437
2438                 /*
2439                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2440                  * operation and if we are on the right processor.
2441                  *
2442                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2443                  * semantics!)
2444                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2445                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2446                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2447                  *
2448                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2449                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2450                  * other cpus.
2451                  */
2452                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2453                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2454                                 object, tid,
2455                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2456
2457                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2458                         goto redo;
2459                 }
2460                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2461                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2462         }
2463
2464         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2465                 memset(object, 0, s->object_size);
2466
2467         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2468
2469         return object;
2470 }
2471
2472 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2473                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2474 {
2475         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2476 }
2477
2478 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2479 {
2480         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2481
2482         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2483                                 s->size, gfpflags);
2484
2485         return ret;
2486 }
2487 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2488
2489 #ifdef CONFIG_TRACING
2490 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2491 {
2492         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2493         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2494         return ret;
2495 }
2496 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2497 #endif
2498
2499 #ifdef CONFIG_NUMA
2500 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2501 {
2502         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2503
2504         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2505                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2506
2507         return ret;
2508 }
2509 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2510
2511 #ifdef CONFIG_TRACING
2512 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2513                                     gfp_t gfpflags,
2514                                     int node, size_t size)
2515 {
2516         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2517
2518         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2519                            size, s->size, gfpflags, node);
2520         return ret;
2521 }
2522 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2523 #endif
2524 #endif
2525
2526 /*
2527  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2528  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2529  *
2530  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2531  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2532  * handling required then we can return immediately.
2533  */
2534 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2535                         void *x, unsigned long addr)
2536 {
2537         void *prior;
2538         void **object = (void *)x;
2539         int was_frozen;
2540         struct page new;
2541         unsigned long counters;
2542         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2543         unsigned long uninitialized_var(flags);
2544
2545         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2546
2547         if (kmem_cache_debug(s) &&
2548                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2549                 return;
2550
2551         do {
2552                 if (unlikely(n)) {
2553                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2554                         n = NULL;
2555                 }
2556                 prior = page->freelist;
2557                 counters = page->counters;
2558                 set_freepointer(s, object, prior);
2559                 new.counters = counters;
2560                 was_frozen = new.frozen;
2561                 new.inuse--;
2562                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2563
2564                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2565
2566                                 /*
2567                                  * Slab was on no list before and will be
2568                                  * partially empty
2569                                  * We can defer the list move and instead
2570                                  * freeze it.
2571                                  */
2572                                 new.frozen = 1;
2573
2574                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2575
2576                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2577                                 /*
2578                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2579                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2580                                  * drop the list_lock without any processing.
2581                                  *
2582                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2583                                  * other processors updating the list of slabs.
2584                                  */
2585                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2586
2587                         }
2588                 }
2589
2590         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2591                 prior, counters,
2592                 object, new.counters,
2593                 "__slab_free"));
2594
2595         if (likely(!n)) {
2596
2597                 /*
2598                  * If we just froze the page then put it onto the
2599                  * per cpu partial list.
2600                  */
2601                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2602                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2603                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2604                 }
2605                 /*
2606                  * The list lock was not taken therefore no list
2607                  * activity can be necessary.
2608                  */
2609                 if (was_frozen)
2610                         stat(s, FREE_FROZEN);
2611                 return;
2612         }
2613
2614         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2615                 goto slab_empty;
2616
2617         /*
2618          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2619          * then add it.
2620          */
2621         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2622                 if (kmem_cache_debug(s))
2623                         remove_full(s, n, page);
2624                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2625                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2626         }
2627         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2628         return;
2629
2630 slab_empty:
2631         if (prior) {
2632                 /*
2633                  * Slab on the partial list.
2634                  */
2635                 remove_partial(n, page);
2636                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2637         } else {
2638                 /* Slab must be on the full list */
2639                 remove_full(s, n, page);
2640         }
2641
2642         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2643         stat(s, FREE_SLAB);
2644         discard_slab(s, page);
2645 }
2646
2647 /*
2648  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2649  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2650  *
2651  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2652  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2653  * the item before.
2654  *
2655  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2656  * with all sorts of special processing.
2657  */
2658 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2659                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2660 {
2661         void **object = (void *)x;
2662         struct kmem_cache_cpu *c;
2663         unsigned long tid;
2664
2665         slab_free_hook(s, x);
2666
2667 redo:
2668         /*
2669          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2670          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2671          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2672          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2673          */
2674         preempt_disable();
2675         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2676
2677         tid = c->tid;
2678         preempt_enable();
2679
2680         if (likely(page == c->page)) {
2681                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2682
2683                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2684                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2685                                 c->freelist, tid,
2686                                 object, next_tid(tid)))) {
2687
2688                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2689                         goto redo;
2690                 }
2691                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2692         } else
2693                 __slab_free(s, page, x, addr);
2694
2695 }
2696
2697 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2698 {
2699         s = cache_from_obj(s, x);
2700         if (!s)
2701                 return;
2702         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2703         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2704 }
2705 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2706
2707 /*
2708  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2709  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2710  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2711  * another.
2712  *
2713  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2714  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2715  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2716  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2717  * locking overhead.
2718  */
2719
2720 /*
2721  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2722  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2723  * and increases the number of allocations possible without having to
2724  * take the list_lock.
2725  */
2726 static int slub_min_order;
2727 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2728 static int slub_min_objects;
2729
2730 /*
2731  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2732  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2733  */
2734 static int slub_nomerge;
2735
2736 /*
2737  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2738  *
2739  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2740  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2741  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2742  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2743  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2744  * would be wasted.
2745  *
2746  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2747  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2748  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2749  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2750  *
2751  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2752  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2753  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2754  * of space in favor of a small page order.
2755  *
2756  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2757  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2758  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2759  * the smallest order which will fit the object.
2760  */
2761 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2762                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2763 {
2764         int order;
2765         int rem;
2766         int min_order = slub_min_order;
2767
2768         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2769                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2770
2771         for (order = max(min_order,
2772                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2773                         order <= max_order; order++) {
2774
2775                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2776
2777                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2778                         continue;
2779
2780                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2781
2782                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2783                         break;
2784
2785         }
2786
2787         return order;
2788 }
2789
2790 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2791 {
2792         int order;
2793         int min_objects;
2794         int fraction;
2795         int max_objects;
2796
2797         /*
2798          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2799          * works by first attempting to generate a layout with
2800          * the best configuration and backing off gradually.
2801          *
2802          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2803          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2804          */
2805         min_objects = slub_min_objects;
2806         if (!min_objects)
2807                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2808         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2809         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2810
2811         while (min_objects > 1) {
2812                 fraction = 16;
2813                 while (fraction >= 4) {
2814                         order = slab_order(size, min_objects,
2815                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2816                         if (order <= slub_max_order)
2817                                 return order;
2818                         fraction /= 2;
2819                 }
2820                 min_objects--;
2821         }
2822
2823         /*
2824          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2825          * lets see if we can place a single object there.
2826          */
2827         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2828         if (order <= slub_max_order)
2829                 return order;
2830
2831         /*
2832          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2833          */
2834         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2835         if (order < MAX_ORDER)
2836                 return order;
2837         return -ENOSYS;
2838 }
2839
2840 static void
2841 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2842 {
2843         n->nr_partial = 0;
2844         spin_lock_init(&n->list_lock);
2845         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2846 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2847         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2848         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2849         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2850 #endif
2851 }
2852
2853 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2854 {
2855         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2856                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2857
2858         /*
2859          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2860          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2861          */
2862         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2863                                      2 * sizeof(void *));
2864
2865         if (!s->cpu_slab)
2866                 return 0;
2867
2868         init_kmem_cache_cpus(s);
2869
2870         return 1;
2871 }
2872
2873 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2874
2875 /*
2876  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2877  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2878  * possible.
2879  *
2880  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2881  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2882  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2883  */
2884 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2885 {
2886         struct page *page;
2887         struct kmem_cache_node *n;
2888
2889         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2890
2891         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2892
2893         BUG_ON(!page);
2894         if (page_to_nid(page) != node) {
2895                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2896                                 "node %d\n", node);
2897                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2898                                 "in order to be able to continue\n");
2899         }
2900
2901         n = page->freelist;
2902         BUG_ON(!n);
2903         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2904         page->inuse = 1;
2905         page->frozen = 0;
2906         kmem_cache_node->node[node] = n;
2907 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2908         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2909         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2910 #endif
2911         init_kmem_cache_node(n);
2912         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2913
2914         /*
2915          * No locks need to be taken here as it has just been
2916          * initialized and there is no concurrent access.
2917          */
2918         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2919 }
2920
2921 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2922 {
2923         int node;
2924
2925         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2926                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2927
2928                 if (n)
2929                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2930
2931                 s->node[node] = NULL;
2932         }
2933 }
2934
2935 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2936 {
2937         int node;
2938
2939         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2940                 struct kmem_cache_node *n;
2941
2942                 if (slab_state == DOWN) {
2943                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2944                         continue;
2945                 }
2946                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2947                                                 GFP_KERNEL, node);
2948
2949                 if (!n) {
2950                         free_kmem_cache_nodes(s);
2951                         return 0;
2952                 }
2953
2954                 s->node[node] = n;
2955                 init_kmem_cache_node(n);
2956         }
2957         return 1;
2958 }
2959
2960 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2961 {
2962         if (min < MIN_PARTIAL)
2963                 min = MIN_PARTIAL;
2964         else if (min > MAX_PARTIAL)
2965                 min = MAX_PARTIAL;
2966         s->min_partial = min;
2967 }
2968
2969 /*
2970  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2971  * a slab object.
2972  */
2973 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2974 {
2975         unsigned long flags = s->flags;
2976         unsigned long size = s->object_size;
2977         int order;
2978
2979         /*
2980          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2981          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2982          * the possible location of the free pointer.
2983          */
2984         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2985
2986 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2987         /*
2988          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2989          * the slab may touch the object after free or before allocation
2990          * then we should never poison the object itself.
2991          */
2992         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2993                         !s->ctor)
2994                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2995         else
2996                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2997
2998
2999         /*
3000          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3001          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3002          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3003          */
3004         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3005                 size += sizeof(void *);
3006 #endif
3007
3008         /*
3009          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3010          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3011          */
3012         s->inuse = size;
3013
3014         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3015                 s->ctor)) {
3016                 /*
3017                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3018                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3019                  * kmem_cache_free.
3020                  *
3021                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3022                  * destructor or are poisoning the objects.
3023                  */
3024                 s->offset = size;
3025                 size += sizeof(void *);
3026         }
3027
3028 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3029         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3030                 /*
3031                  * Need to store information about allocs and frees after
3032                  * the object.
3033                  */
3034                 size += 2 * sizeof(struct track);
3035
3036         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3037                 /*
3038                  * Add some empty padding so that we can catch
3039                  * overwrites from earlier objects rather than let
3040                  * tracking information or the free pointer be
3041                  * corrupted if a user writes before the start
3042                  * of the object.
3043                  */
3044                 size += sizeof(void *);
3045 #endif
3046
3047         /*
3048          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3049          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3050          * each object to conform to the alignment.
3051          */
3052         size = ALIGN(size, s->align);
3053         s->size = size;
3054         if (forced_order >= 0)
3055                 order = forced_order;
3056         else
3057                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3058
3059         if (order < 0)
3060                 return 0;
3061
3062         s->allocflags = 0;
3063         if (order)
3064                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3065
3066         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3067                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3068
3069         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3070                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3071
3072         /*
3073          * Determine the number of objects per slab
3074          */
3075         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3076         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3077         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3078                 s->max = s->oo;
3079
3080         return !!oo_objects(s->oo);
3081 }
3082
3083 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3084 {
3085         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3086         s->reserved = 0;
3087
3088         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3089                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3090
3091         if (!calculate_sizes(s, -1))
3092                 goto error;
3093         if (disable_higher_order_debug) {
3094                 /*
3095                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3096                  * order increased.
3097                  */
3098                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3099                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3100                         s->offset = 0;
3101                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3102                                 goto error;
3103                 }
3104         }
3105
3106 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3107     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3108         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3109                 /* Enable fast mode */
3110                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3111 #endif
3112
3113         /*
3114          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3115          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3116          */
3117         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3118
3119         /*
3120          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3121          * per cpu partial lists of a processor.
3122          *
3123          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3124          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3125          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3126          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3127          *
3128          * This setting also determines
3129          *
3130          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3131          *    per node list when we reach the limit.
3132          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3133          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3134          *    50% to keep some capacity around for frees.
3135          */
3136         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3137                 s->cpu_partial = 0;
3138         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3139                 s->cpu_partial = 2;
3140         else if (s->size >= 1024)
3141                 s->cpu_partial = 6;
3142         else if (s->size >= 256)
3143                 s->cpu_partial = 13;
3144         else
3145                 s->cpu_partial = 30;
3146
3147 #ifdef CONFIG_NUMA
3148         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3149 #endif
3150         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3151                 goto error;
3152
3153         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3154                 return 0;
3155
3156         free_kmem_cache_nodes(s);
3157 error:
3158         if (flags & SLAB_PANIC)
3159                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3160                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3161                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3162                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3163         return -EINVAL;
3164 }
3165
3166 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3167                                                         const char *text)
3168 {
3169 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3170         void *addr = page_address(page);
3171         void *p;
3172         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3173                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3174         if (!map)
3175                 return;
3176         slab_err(s, page, text, s->name);
3177         slab_lock(page);
3178
3179         get_map(s, page, map);
3180         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3181
3182                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3183                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3184                                                         p, p - addr);
3185                         print_tracking(s, p);
3186                 }
3187         }
3188         slab_unlock(page);
3189         kfree(map);
3190 #endif
3191 }
3192
3193 /*
3194  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3195  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3196  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3197  */
3198 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3199 {
3200         struct page *page, *h;
3201
3202         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3203                 if (!page->inuse) {
3204                         __remove_partial(n, page);
3205                         discard_slab(s, page);
3206                 } else {
3207                         list_slab_objects(s, page,
3208                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3209                 }
3210         }
3211 }
3212
3213 /*
3214  * Release all resources used by a slab cache.
3215  */
3216 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3217 {
3218         int node;
3219
3220         flush_all(s);
3221         /* Attempt to free all objects */
3222         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3223                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3224
3225                 free_partial(s, n);
3226                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3227                         return 1;
3228         }
3229         free_percpu(s->cpu_slab);
3230         free_kmem_cache_nodes(s);
3231         return 0;
3232 }
3233
3234 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3235 {
3236         int rc = kmem_cache_close(s);
3237
3238         if (!rc) {
3239                 /*
3240                  * Since slab_attr_store may take the slab_mutex, we should
3241                  * release the lock while removing the sysfs entry in order to
3242                  * avoid a deadlock. Because this is pretty much the last
3243                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3244                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3245                  * to a later point in common code. We should do that when we
3246                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3247                  */
3248                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3249                 sysfs_slab_remove(s);
3250                 mutex_lock(&slab_mutex);
3251         }
3252
3253         return rc;
3254 }
3255
3256 /********************************************************************
3257  *              Kmalloc subsystem
3258  *******************************************************************/
3259
3260 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3261 {
3262         get_option(&str, &slub_min_order);
3263
3264         return 1;
3265 }
3266
3267 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3268
3269 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3270 {
3271         get_option(&str, &slub_max_order);
3272         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3273
3274         return 1;
3275 }
3276
3277 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3278
3279 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3280 {
3281         get_option(&str, &slub_min_objects);
3282
3283         return 1;
3284 }
3285
3286 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3287
3288 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3289 {
3290         slub_nomerge = 1;
3291         return 1;
3292 }
3293
3294 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3295
3296 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3297 {
3298         struct kmem_cache *s;
3299         void *ret;
3300
3301         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3302                 return kmalloc_large(size, flags);
3303
3304         s = kmalloc_slab(size, flags);
3305
3306         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3307                 return s;
3308
3309         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3310
3311         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3312
3313         return ret;
3314 }
3315 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3316
3317 #ifdef CONFIG_NUMA
3318 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3319 {
3320         struct page *page;
3321         void *ptr = NULL;
3322
3323         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3324         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3325         if (page)
3326                 ptr = page_address(page);
3327
3328         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3329         return ptr;
3330 }
3331
3332 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3333 {
3334         struct kmem_cache *s;
3335         void *ret;
3336
3337         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3338                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3339
3340                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3341                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3342                                    flags, node);
3343
3344                 return ret;
3345         }
3346
3347         s = kmalloc_slab(size, flags);
3348
3349         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3350                 return s;
3351
3352         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3353
3354         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3355
3356         return ret;
3357 }
3358 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3359 #endif
3360
3361 size_t ksize(const void *object)
3362 {
3363         struct page *page;
3364
3365         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3366                 return 0;
3367
3368         page = virt_to_head_page(object);
3369
3370         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3371                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3372                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3373         }
3374
3375         return slab_ksize(page->slab_cache);
3376 }
3377 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3378
3379 void kfree(const void *x)
3380 {
3381         struct page *page;
3382         void *object = (void *)x;
3383
3384         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3385
3386         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3387                 return;
3388
3389         page = virt_to_head_page(x);
3390         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3391                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3392                 kfree_hook(x);
3393                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3394                 return;
3395         }
3396         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3397 }
3398 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3399
3400 /*
3401  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3402  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3403  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3404  * and thus they can be removed from the partial lists.
3405  *
3406  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3407  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3408  * are freed in them.
3409  */
3410 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3411 {
3412         int node;
3413         int i;
3414         struct kmem_cache_node *n;
3415         struct page *page;
3416         struct page *t;
3417         int objects = oo_objects(s->max);
3418         struct list_head *slabs_by_inuse =
3419                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3420         unsigned long flags;
3421
3422         if (!slabs_by_inuse)
3423                 return -ENOMEM;
3424
3425         flush_all(s);
3426         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3427                 n = get_node(s, node);
3428
3429                 if (!n->nr_partial)
3430                         continue;
3431
3432                 for (i = 0; i < objects; i++)
3433                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3434
3435                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3436
3437                 /*
3438                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3439                  *
3440                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3441                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3442                  */
3443                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3444                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3445                         if (!page->inuse)
3446                                 n->nr_partial--;
3447                 }
3448
3449                 /*
3450                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3451                  * first and the least used slabs at the end.
3452                  */
3453                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3454                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3455
3456                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3457
3458                 /* Release empty slabs */
3459                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3460                         discard_slab(s, page);
3461         }
3462
3463         kfree(slabs_by_inuse);
3464         return 0;
3465 }
3466 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3467
3468 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3469 {
3470         struct kmem_cache *s;
3471
3472         mutex_lock(&slab_mutex);
3473         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3474                 kmem_cache_shrink(s);
3475         mutex_unlock(&slab_mutex);
3476
3477         return 0;
3478 }
3479
3480 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3481 {
3482         struct kmem_cache_node *n;
3483         struct kmem_cache *s;
3484         struct memory_notify *marg = arg;
3485         int offline_node;
3486
3487         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3488
3489         /*
3490          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3491          * for it yet.
3492          */
3493         if (offline_node < 0)
3494                 return;
3495
3496         mutex_lock(&slab_mutex);
3497         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3498                 n = get_node(s, offline_node);
3499                 if (n) {
3500                         /*
3501                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3502                          * that is going down. We were unable to free them,
3503                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3504                          * callback. So, we must fail.
3505                          */
3506                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3507
3508                         s->node[offline_node] = NULL;
3509                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3510                 }
3511         }
3512         mutex_unlock(&slab_mutex);
3513 }
3514
3515 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3516 {
3517         struct kmem_cache_node *n;
3518         struct kmem_cache *s;
3519         struct memory_notify *marg = arg;
3520         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3521         int ret = 0;
3522
3523         /*
3524          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3525          * already created. Nothing to do.
3526          */
3527         if (nid < 0)
3528                 return 0;
3529
3530         /*
3531          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3532          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3533          * online.
3534          */
3535         mutex_lock(&slab_mutex);
3536         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3537                 /*
3538                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3539                  *      since memory is not yet available from the node that
3540                  *      is brought up.
3541                  */
3542                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3543                 if (!n) {
3544                         ret = -ENOMEM;
3545                         goto out;
3546                 }
3547                 init_kmem_cache_node(n);
3548                 s->node[nid] = n;
3549         }
3550 out:
3551         mutex_unlock(&slab_mutex);
3552         return ret;
3553 }
3554
3555 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3556                                 unsigned long action, void *arg)
3557 {
3558         int ret = 0;
3559
3560         switch (action) {
3561         case MEM_GOING_ONLINE:
3562                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3563                 break;
3564         case MEM_GOING_OFFLINE:
3565                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3566                 break;
3567         case MEM_OFFLINE:
3568         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3569                 slab_mem_offline_callback(arg);
3570                 break;
3571         case MEM_ONLINE:
3572         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3573                 break;
3574         }
3575         if (ret)
3576                 ret = notifier_from_errno(ret);
3577         else
3578                 ret = NOTIFY_OK;
3579         return ret;
3580 }
3581
3582 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3583         .notifier_call = slab_memory_callback,
3584         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3585 };
3586
3587 /********************************************************************
3588  *                      Basic setup of slabs
3589  *******************************************************************/
3590
3591 /*
3592  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3593  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3594  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3595  */
3596
3597 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3598 {
3599         int node;
3600         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3601
3602         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3603
3604         /*
3605          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3606          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3607          * IPIs around.
3608          */
3609         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3610         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3611                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3612                 struct page *p;
3613
3614                 if (n) {
3615                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3616                                 p->slab_cache = s;
3617
3618 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3619                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3620                                 p->slab_cache = s;
3621 #endif
3622                 }
3623         }
3624         list_add(&s->list, &slab_caches);
3625         return s;
3626 }
3627
3628 void __init kmem_cache_init(void)
3629 {
3630         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3631                 boot_kmem_cache_node;
3632
3633         if (debug_guardpage_minorder())
3634                 slub_max_order = 0;
3635
3636         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3637         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3638
3639         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3640                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3641
3642         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3643
3644         /* Able to allocate the per node structures */
3645         slab_state = PARTIAL;
3646
3647         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3648                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3649                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3650                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3651
3652         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3653
3654         /*
3655          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3656          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3657          * update any list pointers.
3658          */
3659         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3660
3661         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3662         create_kmalloc_caches(0);
3663
3664 #ifdef CONFIG_SMP
3665         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3666 #endif
3667
3668         printk(KERN_INFO
3669                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3670                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3671                 cache_line_size(),
3672                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3673                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3674 }
3675
3676 void __init kmem_cache_init_late(void)
3677 {
3678 }
3679
3680 /*
3681  * Find a mergeable slab cache
3682  */
3683 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3684 {
3685         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3686                 return 1;
3687
3688         if (s->ctor)
3689                 return 1;
3690
3691         /*
3692          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3693          */
3694         if (s->refcount < 0)
3695                 return 1;
3696
3697         return 0;
3698 }
3699
3700 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3701                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3702                 void (*ctor)(void *))
3703 {
3704         struct kmem_cache *s;
3705
3706         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3707                 return NULL;
3708
3709         if (ctor)
3710                 return NULL;
3711
3712         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3713         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3714         size = ALIGN(size, align);
3715         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3716
3717         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3718                 if (slab_unmergeable(s))
3719                         continue;
3720
3721                 if (size > s->size)
3722                         continue;
3723
3724                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3725                                 continue;
3726                 /*
3727                  * Check if alignment is compatible.
3728                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3729                  */
3730                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3731                         continue;
3732
3733                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3734                         continue;
3735
3736                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3737                         continue;
3738
3739                 return s;
3740         }
3741         return NULL;
3742 }
3743
3744 struct kmem_cache *
3745 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3746                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3747 {
3748         struct kmem_cache *s;
3749
3750         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3751         if (s) {
3752                 s->refcount++;
3753                 /*
3754                  * Adjust the object sizes so that we clear
3755                  * the complete object on kzalloc.
3756                  */
3757                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3758                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3759
3760                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3761                         s->refcount--;
3762                         s = NULL;
3763                 }
3764         }
3765
3766         return s;
3767 }
3768
3769 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3770 {
3771         int err;
3772
3773         err = kmem_cache_open(s, flags);
3774         if (err)
3775                 return err;
3776
3777         /* Mutex is not taken during early boot */
3778         if (slab_state <= UP)
3779                 return 0;
3780
3781         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3782         err = sysfs_slab_add(s);
3783         if (err)
3784                 kmem_cache_close(s);
3785
3786         return err;
3787 }
3788
3789 #ifdef CONFIG_SMP
3790 /*
3791  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3792  * necessary.
3793  */
3794 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3795                 unsigned long action, void *hcpu)
3796 {
3797         long cpu = (long)hcpu;
3798         struct kmem_cache *s;
3799         unsigned long flags;
3800
3801         switch (action) {
3802         case CPU_UP_CANCELED:
3803         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3804         case CPU_DEAD:
3805         case CPU_DEAD_FROZEN:
3806                 mutex_lock(&slab_mutex);
3807                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3808                         local_irq_save(flags);
3809                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3810                         local_irq_restore(flags);
3811                 }
3812                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3813                 break;
3814         default:
3815                 break;
3816         }
3817         return NOTIFY_OK;
3818 }
3819
3820 static struct notifier_block slab_notifier = {
3821         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3822 };
3823
3824 #endif
3825
3826 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3827 {
3828         struct kmem_cache *s;
3829         void *ret;
3830
3831         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3832                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3833
3834         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3835
3836         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3837                 return s;
3838
3839         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3840
3841         /* Honor the call site pointer we received. */
3842         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3843
3844         return ret;
3845 }
3846
3847 #ifdef CONFIG_NUMA
3848 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3849                                         int node, unsigned long caller)
3850 {
3851         struct kmem_cache *s;
3852         void *ret;
3853
3854         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3855                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3856
3857                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3858                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3859                                    gfpflags, node);
3860
3861                 return ret;
3862         }
3863
3864         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3865
3866         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3867                 return s;
3868
3869         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3870
3871         /* Honor the call site pointer we received. */
3872         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3873
3874         return ret;
3875 }
3876 #endif
3877
3878 #ifdef CONFIG_SYSFS
3879 static int count_inuse(struct page *page)
3880 {
3881         return page->inuse;
3882 }
3883
3884 static int count_total(struct page *page)
3885 {
3886         return page->objects;
3887 }
3888 #endif
3889
3890 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3891 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3892                                                 unsigned long *map)
3893 {
3894         void *p;
3895         void *addr = page_address(page);
3896
3897         if (!check_slab(s, page) ||
3898                         !on_freelist(s, page, NULL))
3899                 return 0;
3900
3901         /* Now we know that a valid freelist exists */
3902         bitmap_zero(map, page->objects);
3903
3904         get_map(s, page, map);
3905         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3906                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3907                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3908                                 return 0;
3909         }
3910
3911         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3912                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3913                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3914                                 return 0;
3915         return 1;
3916 }
3917
3918 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3919                                                 unsigned long *map)
3920 {
3921         slab_lock(page);
3922         validate_slab(s, page, map);
3923         slab_unlock(page);
3924 }
3925
3926 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3927                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3928 {
3929         unsigned long count = 0;
3930         struct page *page;
3931         unsigned long flags;
3932
3933         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3934
3935         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3936                 validate_slab_slab(s, page, map);
3937                 count++;
3938         }
3939         if (count != n->nr_partial)
3940                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3941                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3942
3943         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3944                 goto out;
3945
3946         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3947                 validate_slab_slab(s, page, map);
3948                 count++;
3949         }
3950         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3951                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3952                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3953                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3954
3955 out:
3956         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3957         return count;
3958 }
3959
3960 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3961 {
3962         int node;
3963         unsigned long count = 0;
3964         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3965                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3966
3967         if (!map)
3968                 return -ENOMEM;
3969
3970         flush_all(s);
3971         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3972                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3973
3974                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3975         }
3976         kfree(map);
3977         return count;
3978 }
3979 /*
3980  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3981  * and freed.
3982  */
3983
3984 struct location {
3985         unsigned long count;
3986         unsigned long addr;
3987         long long sum_time;
3988         long min_time;
3989         long max_time;
3990         long min_pid;
3991         long max_pid;
3992         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3993         nodemask_t nodes;
3994 };
3995
3996 struct loc_track {
3997         unsigned long max;
3998         unsigned long count;
3999         struct location *loc;
4000 };
4001
4002 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4003 {
4004         if (t->max)
4005                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4006                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4007 }
4008
4009 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4010 {
4011         struct location *l;
4012         int order;
4013
4014         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4015
4016         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4017         if (!l)
4018                 return 0;
4019
4020         if (t->count) {
4021                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4022                 free_loc_track(t);
4023         }
4024         t->max = max;
4025         t->loc = l;
4026         return 1;
4027 }
4028
4029 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4030                                 const struct track *track)
4031 {
4032         long start, end, pos;
4033         struct location *l;
4034         unsigned long caddr;
4035         unsigned long age = jiffies - track->when;
4036
4037         start = -1;
4038         end = t->count;
4039
4040         for ( ; ; ) {
4041                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4042
4043                 /*
4044                  * There is nothing at "end". If we end up there
4045                  * we need to add something to before end.
4046                  */
4047                 if (pos == end)
4048                         break;
4049
4050                 caddr = t->loc[pos].addr;
4051                 if (track->addr == caddr) {
4052
4053                         l = &t->loc[pos];
4054                         l->count++;
4055                         if (track->when) {
4056                                 l->sum_time += age;
4057                                 if (age < l->min_time)
4058                                         l->min_time = age;
4059                                 if (age > l->max_time)
4060                                         l->max_time = age;
4061
4062                                 if (track->pid < l->min_pid)
4063                                         l->min_pid = track->pid;
4064                                 if (track->pid > l->max_pid)
4065                                         l->max_pid = track->pid;
4066
4067                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4068                                                 to_cpumask(l->cpus));
4069                         }
4070                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4071                         return 1;
4072                 }
4073
4074                 if (track->addr < caddr)
4075                         end = pos;
4076                 else
4077                         start = pos;
4078         }
4079
4080         /*
4081          * Not found. Insert new tracking element.
4082          */
4083         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4084                 return 0;
4085
4086         l = t->loc + pos;
4087         if (pos < t->count)
4088                 memmove(l + 1, l,
4089                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4090         t->count++;
4091         l->count = 1;
4092         l->addr = track->addr;
4093         l->sum_time = age;
4094         l->min_time = age;
4095         l->max_time = age;
4096         l->min_pid = track->pid;
4097         l->max_pid = track->pid;
4098         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4099         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4100         nodes_clear(l->nodes);
4101         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4102         return 1;
4103 }
4104
4105 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4106                 struct page *page, enum track_item alloc,
4107                 unsigned long *map)
4108 {
4109         void *addr = page_address(page);
4110         void *p;
4111
4112         bitmap_zero(map, page->objects);
4113         get_map(s, page, map);
4114
4115         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4116                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4117                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4118 }
4119
4120 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4121                                         enum track_item alloc)
4122 {
4123         int len = 0;
4124         unsigned long i;
4125         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4126         int node;
4127         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4128                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4129
4130         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4131                                      GFP_TEMPORARY)) {
4132                 kfree(map);
4133                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4134         }
4135         /* Push back cpu slabs */
4136         flush_all(s);
4137
4138         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4139                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4140                 unsigned long flags;
4141                 struct page *page;
4142
4143                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4144                         continue;
4145
4146                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4147                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4148                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4149                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4150                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4151                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4152         }
4153
4154         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4155                 struct location *l = &t.loc[i];
4156
4157                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4158                         break;
4159                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4160
4161                 if (l->addr)
4162                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4163                 else
4164                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4165
4166                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4167                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4168                                 l->min_time,
4169                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4170                                 l->max_time);
4171                 } else
4172                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4173                                 l->min_time);
4174
4175                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4176                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4177                                 l->min_pid, l->max_pid);
4178                 else
4179                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4180                                 l->min_pid);
4181
4182                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4183                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4184                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4185                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4186                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4187                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4188                                                  to_cpumask(l->cpus));
4189                 }
4190
4191                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4192                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4193                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4194                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4195                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4196                                                   l->nodes);
4197                 }
4198
4199                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4200         }
4201
4202         free_loc_track(&t);
4203         kfree(map);
4204         if (!t.count)
4205                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4206         return len;
4207 }
4208 #endif
4209
4210 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4211 static void resiliency_test(void)
4212 {
4213         u8 *p;
4214
4215         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4216
4217         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4218         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4219         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4220
4221         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4222         p[16] = 0x12;
4223         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4224                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4225
4226         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4227
4228         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4229         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4230         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4231         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4232                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4233         printk(KERN_ERR
4234                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4235
4236         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4237         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4238         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4239         *p = 0x56;
4240         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4241                                                                         p);
4242         printk(KERN_ERR
4243                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4244         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4245
4246         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4247         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4248         kfree(p);
4249         *p = 0x78;
4250         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4251         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4252
4253         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4254         kfree(p);
4255         p[50] = 0x9a;
4256         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4257                         p);
4258         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4259
4260         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4261         kfree(p);
4262         p[512] = 0xab;
4263         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4264         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4265 }
4266 #else
4267 #ifdef CONFIG_SYSFS
4268 static void resiliency_test(void) {};
4269 #endif
4270 #endif
4271
4272 #ifdef CONFIG_SYSFS
4273 enum slab_stat_type {
4274         SL_ALL,                 /* All slabs */
4275         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4276         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4277         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4278         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4279 };
4280
4281 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4282 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4283 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4284 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4285 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4286
4287 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4288                             char *buf, unsigned long flags)
4289 {
4290         unsigned long total = 0;
4291         int node;
4292         int x;
4293         unsigned long *nodes;
4294
4295         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4296         if (!nodes)
4297                 return -ENOMEM;
4298
4299         if (flags & SO_CPU) {
4300                 int cpu;
4301
4302                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4303                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4304                                                                cpu);
4305                         int node;
4306                         struct page *page;
4307
4308                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4309                         if (!page)
4310                                 continue;
4311
4312                         node = page_to_nid(page);
4313                         if (flags & SO_TOTAL)
4314                                 x = page->objects;
4315                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4316                                 x = page->inuse;
4317                         else
4318                                 x = 1;
4319
4320                         total += x;
4321                         nodes[node] += x;
4322
4323                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4324                         if (page) {
4325                                 node = page_to_nid(page);
4326                                 if (flags & SO_TOTAL)
4327                                         WARN_ON_ONCE(1);
4328                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4329                                         WARN_ON_ONCE(1);
4330                                 else
4331                                         x = page->pages;
4332                                 total += x;
4333                                 nodes[node] += x;
4334                         }
4335                 }
4336         }
4337
4338         lock_memory_hotplug();
4339 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4340         if (flags & SO_ALL) {
4341                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4342                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4343
4344                         if (flags & SO_TOTAL)
4345                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4346                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4347                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4348                                         count_partial(n, count_free);
4349                         else
4350                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4351                         total += x;
4352                         nodes[node] += x;
4353                 }
4354
4355         } else
4356 #endif
4357         if (flags & SO_PARTIAL) {
4358                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4359                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4360
4361                         if (flags & SO_TOTAL)
4362                                 x = count_partial(n, count_total);
4363                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4364                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4365                         else
4366                                 x = n->nr_partial;
4367                         total += x;
4368                         nodes[node] += x;
4369                 }
4370         }
4371         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4372 #ifdef CONFIG_NUMA
4373         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4374                 if (nodes[node])
4375                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4376                                         node, nodes[node]);
4377 #endif
4378         unlock_memory_hotplug();
4379         kfree(nodes);
4380         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4381 }
4382
4383 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4384 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4385 {
4386         int node;
4387
4388         for_each_online_node(node) {
4389                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4390
4391                 if (!n)
4392                         continue;
4393
4394                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4395                         return 1;
4396         }
4397         return 0;
4398 }
4399 #endif
4400
4401 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4402 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4403
4404 struct slab_attribute {
4405         struct attribute attr;
4406         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4407         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4408 };
4409
4410 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4411         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4412         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4413
4414 #define SLAB_ATTR(_name) \
4415         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4416         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4417
4418 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4419 {
4420         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4421 }
4422 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4423
4424 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4425 {
4426         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4427 }
4428 SLAB_ATTR_RO(align);
4429
4430 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4431 {
4432         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4433 }
4434 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4435
4436 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4437 {
4438         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4439 }
4440 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4441
4442 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4443                                 const char *buf, size_t length)
4444 {
4445         unsigned long order;
4446         int err;
4447
4448         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4449         if (err)
4450                 return err;
4451
4452         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4453                 return -EINVAL;
4454
4455         calculate_sizes(s, order);
4456         return length;
4457 }
4458
4459 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4460 {
4461         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4462 }
4463 SLAB_ATTR(order);
4464
4465 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4466 {
4467         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4468 }
4469
4470 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4471                                  size_t length)
4472 {
4473         unsigned long min;
4474         int err;
4475
4476         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4477         if (err)
4478                 return err;
4479
4480         set_min_partial(s, min);
4481         return length;
4482 }
4483 SLAB_ATTR(min_partial);
4484
4485 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4486 {
4487         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4488 }
4489
4490 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4491                                  size_t length)
4492 {
4493         unsigned long objects;
4494         int err;
4495
4496         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4497         if (err)
4498                 return err;
4499         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4500                 return -EINVAL;
4501
4502         s->cpu_partial = objects;
4503         flush_all(s);
4504         return length;
4505 }
4506 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4507
4508 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4509 {
4510         if (!s->ctor)
4511                 return 0;
4512         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4513 }
4514 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4515
4516 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4517 {
4518         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4519 }
4520 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4521
4522 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4523 {
4524         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4525 }
4526 SLAB_ATTR_RO(partial);
4527
4528 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4529 {
4530         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4531 }
4532 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4533
4534 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4535 {
4536         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4537 }
4538 SLAB_ATTR_RO(objects);
4539
4540 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4541 {
4542         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4543 }
4544 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4545
4546 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4547 {
4548         int objects = 0;
4549         int pages = 0;
4550         int cpu;
4551         int len;
4552
4553         for_each_online_cpu(cpu) {
4554                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4555
4556                 if (page) {
4557                         pages += page->pages;
4558                         objects += page->pobjects;
4559                 }
4560         }
4561
4562         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4563
4564 #ifdef CONFIG_SMP
4565         for_each_online_cpu(cpu) {
4566                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4567
4568                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4569                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4570                                 page->pobjects, page->pages);
4571         }
4572 #endif
4573         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4574 }
4575 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4576
4577 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4578 {
4579         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4580 }
4581
4582 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4583                                 const char *buf, size_t length)
4584 {
4585         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4586         if (buf[0] == '1')
4587                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4588         return length;
4589 }
4590 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4591
4592 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4593 {
4594         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4595 }
4596 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4597
4598 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4599 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4600 {
4601         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4602 }
4603 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4604 #endif
4605
4606 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4607 {
4608         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4609 }
4610 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4611
4612 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4613 {
4614         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4615 }
4616 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4617
4618 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4619 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4620 {
4621         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4622 }
4623 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4624
4625 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4626 {
4627         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4628 }
4629 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4630
4631 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4632 {
4633         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4634 }
4635
4636 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4637                                 const char *buf, size_t length)
4638 {
4639         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4640         if (buf[0] == '1') {
4641                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4642                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4643         }
4644         return length;
4645 }
4646 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4647
4648 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4649 {
4650         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4651 }
4652
4653 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4654                                                         size_t length)
4655 {
4656         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4657         if (buf[0] == '1') {
4658                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4659                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4660         }
4661         return length;
4662 }
4663 SLAB_ATTR(trace);
4664
4665 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4666 {
4667         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4668 }
4669
4670 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4671                                 const char *buf, size_t length)
4672 {
4673         if (any_slab_objects(s))
4674                 return -EBUSY;
4675
4676         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4677         if (buf[0] == '1') {
4678                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4679                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4680         }
4681         calculate_sizes(s, -1);
4682         return length;
4683 }
4684 SLAB_ATTR(red_zone);
4685
4686 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4687 {
4688         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4689 }
4690
4691 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4692                                 const char *buf, size_t length)
4693 {
4694         if (any_slab_objects(s))
4695                 return -EBUSY;
4696
4697         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4698         if (buf[0] == '1') {
4699                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4700                 s->flags |= SLAB_POISON;
4701         }
4702         calculate_sizes(s, -1);
4703         return length;
4704 }
4705 SLAB_ATTR(poison);
4706
4707 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4708 {
4709         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4710 }
4711
4712 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4713                                 const char *buf, size_t length)
4714 {
4715         if (any_slab_objects(s))
4716                 return -EBUSY;
4717
4718         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4719         if (buf[0] == '1') {
4720                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4721                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4722         }
4723         calculate_sizes(s, -1);
4724         return length;
4725 }
4726 SLAB_ATTR(store_user);
4727
4728 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4729 {
4730         return 0;
4731 }
4732
4733 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4734                         const char *buf, size_t length)
4735 {
4736         int ret = -EINVAL;
4737
4738         if (buf[0] == '1') {
4739                 ret = validate_slab_cache(s);
4740                 if (ret >= 0)
4741                         ret = length;
4742         }
4743         return ret;
4744 }
4745 SLAB_ATTR(validate);
4746
4747 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4748 {
4749         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4750                 return -ENOSYS;
4751         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4752 }
4753 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4754
4755 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4756 {
4757         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4758                 return -ENOSYS;
4759         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4760 }
4761 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4762 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4763
4764 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4765 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4766 {
4767         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4768 }
4769
4770 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4771                                                         size_t length)
4772 {
4773         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4774         if (buf[0] == '1')
4775                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4776         return length;
4777 }
4778 SLAB_ATTR(failslab);
4779 #endif
4780
4781 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4782 {
4783         return 0;
4784 }
4785
4786 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4787                         const char *buf, size_t length)
4788 {
4789         if (buf[0] == '1') {
4790                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4791
4792                 if (rc)
4793                         return rc;
4794         } else
4795                 return -EINVAL;
4796         return length;
4797 }
4798 SLAB_ATTR(shrink);
4799
4800 #ifdef CONFIG_NUMA
4801 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4802 {
4803         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4804 }
4805
4806 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4807                                 const char *buf, size_t length)
4808 {
4809         unsigned long ratio;
4810         int err;
4811
4812         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4813         if (err)
4814                 return err;
4815
4816         if (ratio <= 100)
4817                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4818
4819         return length;
4820 }
4821 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4822 #endif
4823
4824 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4825 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4826 {
4827         unsigned long sum  = 0;
4828         int cpu;
4829         int len;
4830         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4831
4832         if (!data)
4833                 return -ENOMEM;
4834
4835         for_each_online_cpu(cpu) {
4836                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4837
4838                 data[cpu] = x;
4839                 sum += x;
4840         }
4841
4842         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4843
4844 #ifdef CONFIG_SMP
4845         for_each_online_cpu(cpu) {
4846                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4847                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4848         }
4849 #endif
4850         kfree(data);
4851         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4852 }
4853
4854 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4855 {
4856         int cpu;
4857
4858         for_each_online_cpu(cpu)
4859                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4860 }
4861
4862 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4863 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4864 {                                                               \
4865         return show_stat(s, buf, si);                           \
4866 }                                                               \
4867 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4868                                 const char *buf, size_t length) \
4869 {                                                               \
4870         if (buf[0] != '0')                                      \
4871                 return -EINVAL;                                 \
4872         clear_stat(s, si);                                      \
4873         return length;                                          \
4874 }                                                               \
4875 SLAB_ATTR(text);                                                \
4876
4877 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4878 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4879 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4880 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4881 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4882 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4883 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4884 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4885 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4886 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4887 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4888 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4889 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4890 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4891 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4892 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4893 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4894 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4895 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4896 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4897 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4898 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4899 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4900 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4901 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4902 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4903 #endif
4904
4905 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4906         &slab_size_attr.attr,
4907         &object_size_attr.attr,
4908         &objs_per_slab_attr.attr,
4909         &order_attr.attr,
4910         &min_partial_attr.attr,
4911         &cpu_partial_attr.attr,
4912         &objects_attr.attr,
4913         &objects_partial_attr.attr,
4914         &partial_attr.attr,
4915         &cpu_slabs_attr.attr,
4916         &ctor_attr.attr,
4917         &aliases_attr.attr,
4918         &align_attr.attr,
4919         &hwcache_align_attr.attr,
4920         &reclaim_account_attr.attr,
4921         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4922         &shrink_attr.attr,
4923         &reserved_attr.attr,
4924         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4925 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4926         &total_objects_attr.attr,
4927         &slabs_attr.attr,
4928         &sanity_checks_attr.attr,
4929         &trace_attr.attr,
4930         &red_zone_attr.attr,
4931         &poison_attr.attr,
4932         &store_user_attr.attr,
4933         &validate_attr.attr,
4934         &alloc_calls_attr.attr,
4935         &free_calls_attr.attr,
4936 #endif
4937 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4938         &cache_dma_attr.attr,
4939 #endif
4940 #ifdef CONFIG_NUMA
4941         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4942 #endif
4943 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4944         &alloc_fastpath_attr.attr,
4945         &alloc_slowpath_attr.attr,
4946         &free_fastpath_attr.attr,
4947         &free_slowpath_attr.attr,
4948         &free_frozen_attr.attr,
4949         &free_add_partial_attr.attr,
4950         &free_remove_partial_attr.attr,
4951         &alloc_from_partial_attr.attr,
4952         &alloc_slab_attr.attr,
4953         &alloc_refill_attr.attr,
4954         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4955         &free_slab_attr.attr,
4956         &cpuslab_flush_attr.attr,
4957         &deactivate_full_attr.attr,
4958         &deactivate_empty_attr.attr,
4959         &deactivate_to_head_attr.attr,
4960         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4961         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4962         &deactivate_bypass_attr.attr,
4963         &order_fallback_attr.attr,
4964         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4965         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4966         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4967         &cpu_partial_free_attr.attr,
4968         &cpu_partial_node_attr.attr,
4969         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4970 #endif
4971 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4972         &failslab_attr.attr,
4973 #endif
4974
4975         NULL
4976 };
4977
4978 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4979         .attrs = slab_attrs,
4980 };
4981
4982 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4983                                 struct attribute *attr,
4984                                 char *buf)
4985 {
4986         struct slab_attribute *attribute;
4987         struct kmem_cache *s;
4988         int err;
4989
4990         attribute = to_slab_attr(attr);
4991         s = to_slab(kobj);
4992
4993         if (!attribute->show)
4994                 return -EIO;
4995
4996         err = attribute->show(s, buf);
4997
4998         return err;
4999 }
5000
5001 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5002                                 struct attribute *attr,
5003                                 const char *buf, size_t len)
5004 {
5005         struct slab_attribute *attribute;
5006         struct kmem_cache *s;
5007         int err;
5008
5009         attribute = to_slab_attr(attr);
5010         s = to_slab(kobj);
5011
5012         if (!attribute->store)
5013                 return -EIO;
5014
5015         err = attribute->store(s, buf, len);
5016 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5017         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5018                 int i;
5019
5020                 mutex_lock(&slab_mutex);
5021                 if (s->max_attr_size < len)
5022                         s->max_attr_size = len;
5023
5024                 /*
5025                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5026                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5027                  * basically because not all attributes will have a well
5028                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5029                  * have permanent effects.
5030                  *
5031                  * Returning the error value of any of the children that fail
5032                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5033                  * error code won't be able to know anything about the state of
5034                  * the cache.
5035                  *
5036                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5037                  * has well defined semantics. The cache being written to
5038                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5039                  * through the descendants with best-effort propagation.
5040                  */
5041                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5042                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
5043                         if (c)
5044                                 attribute->store(c, buf, len);
5045                 }
5046                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5047         }
5048 #endif
5049         return err;
5050 }
5051
5052 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5053 {
5054 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5055         int i;
5056         char *buffer = NULL;
5057
5058         if (!is_root_cache(s))
5059                 return;
5060
5061         /*
5062          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5063          * in copying default values around
5064          */
5065         if (!s->max_attr_size)
5066                 return;
5067
5068         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5069                 char mbuf[64];
5070                 char *buf;
5071                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5072
5073                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5074                         continue;
5075
5076                 /*
5077                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5078                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5079                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5080                  *
5081                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5082                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5083                  * theoretically happen.
5084                  */
5085                 if (buffer)
5086                         buf = buffer;
5087                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5088                         buf = mbuf;
5089                 else {
5090                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5091                         if (WARN_ON(!buffer))
5092                                 continue;
5093                         buf = buffer;
5094                 }
5095
5096                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5097                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5098         }
5099
5100         if (buffer)
5101                 free_page((unsigned long)buffer);
5102 #endif
5103 }
5104
5105 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5106         .show = slab_attr_show,
5107         .store = slab_attr_store,
5108 };
5109
5110 static struct kobj_type slab_ktype = {
5111         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5112 };
5113
5114 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5115 {
5116         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5117
5118         if (ktype == &slab_ktype)
5119                 return 1;
5120         return 0;
5121 }
5122
5123 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5124         .filter = uevent_filter,
5125 };
5126
5127 static struct kset *slab_kset;
5128
5129 #define ID_STR_LENGTH 64
5130
5131 /* Create a unique string id for a slab cache:
5132  *
5133  * Format       :[flags-]size
5134  */
5135 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5136 {
5137         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5138         char *p = name;
5139
5140         BUG_ON(!name);
5141
5142         *p++ = ':';
5143         /*
5144          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5145          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5146          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5147          * are matched during merging to guarantee that the id is
5148          * unique.
5149          */
5150         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5151                 *p++ = 'd';
5152         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5153                 *p++ = 'a';
5154         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5155                 *p++ = 'F';
5156         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5157                 *p++ = 't';
5158         if (p != name + 1)
5159                 *p++ = '-';
5160         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5161
5162 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5163         if (!is_root_cache(s))
5164                 p += sprintf(p, "-%08d",
5165                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5166 #endif
5167
5168         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5169         return name;
5170 }
5171
5172 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5173 {
5174         int err;
5175         const char *name;
5176         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5177
5178         if (unmergeable) {
5179                 /*
5180                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5181                  * This is typically the case for debug situations. In that
5182                  * case we can catch duplicate names easily.
5183                  */
5184                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5185                 name = s->name;
5186         } else {
5187                 /*
5188                  * Create a unique name for the slab as a target
5189                  * for the symlinks.
5190                  */
5191                 name = create_unique_id(s);
5192         }
5193
5194         s->kobj.kset = slab_kset;
5195         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5196         if (err) {
5197                 kobject_put(&s->kobj);
5198                 return err;
5199         }
5200
5201         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5202         if (err) {
5203                 kobject_del(&s->kobj);
5204                 kobject_put(&s->kobj);
5205                 return err;
5206         }
5207         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5208         if (!unmergeable) {
5209                 /* Setup first alias */
5210                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5211                 kfree(name);
5212         }
5213         return 0;
5214 }
5215
5216 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5217 {
5218         if (slab_state < FULL)
5219                 /*
5220                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5221                  * cache from sysfs.
5222                  */
5223                 return;
5224
5225         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5226         kobject_del(&s->kobj);
5227         kobject_put(&s->kobj);
5228 }
5229
5230 /*
5231  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5232  * available lest we lose that information.
5233  */
5234 struct saved_alias {
5235         struct kmem_cache *s;
5236         const char *name;
5237         struct saved_alias *next;
5238 };
5239
5240 static struct saved_alias *alias_list;
5241
5242 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5243 {
5244         struct saved_alias *al;
5245
5246         if (slab_state == FULL) {
5247                 /*
5248                  * If we have a leftover link then remove it.
5249                  */
5250                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5251                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5252         }
5253
5254         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5255         if (!al)
5256                 return -ENOMEM;
5257
5258         al->s = s;
5259         al->name = name;
5260         al->next = alias_list;
5261         alias_list = al;
5262         return 0;
5263 }
5264
5265 static int __init slab_sysfs_init(void)
5266 {
5267         struct kmem_cache *s;
5268         int err;
5269
5270         mutex_lock(&slab_mutex);
5271
5272         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5273         if (!slab_kset) {
5274                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5275                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5276                 return -ENOSYS;
5277         }
5278
5279         slab_state = FULL;
5280
5281         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5282                 err = sysfs_slab_add(s);
5283                 if (err)
5284                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5285                                                 " to sysfs\n", s->name);
5286         }
5287
5288         while (alias_list) {
5289                 struct saved_alias *al = alias_list;
5290
5291                 alias_list = alias_list->next;
5292                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5293                 if (err)
5294                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5295                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5296                 kfree(al);
5297         }
5298
5299         mutex_unlock(&slab_mutex);
5300         resiliency_test();
5301         return 0;
5302 }
5303
5304 __initcall(slab_sysfs_init);
5305 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5306
5307 /*
5308  * The /proc/slabinfo ABI
5309  */
5310 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5311 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5312 {
5313         unsigned long nr_slabs = 0;
5314         unsigned long nr_objs = 0;
5315         unsigned long nr_free = 0;
5316         int node;
5317
5318         for_each_online_node(node) {
5319                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5320
5321                 if (!n)
5322                         continue;
5323
5324                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5325                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5326                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5327         }
5328
5329         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5330         sinfo->num_objs = nr_objs;
5331         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5332         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5333         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5334         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5335 }
5336
5337 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5338 {
5339 }
5340
5341 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5342                        size_t count, loff_t *ppos)
5343 {
5344         return -EIO;
5345 }
5346 #endif /* CONFIG_SLABINFO */