seccomp: Refactor the filter callback and the API
[pandora-kernel.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kmemcheck.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36
37 #include <trace/events/kmem.h>
38
39 #include "internal.h"
40
41 /*
42  * Lock order:
43  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
44  *   2. node->list_lock
45  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
46  *
47  *   slab_mutex
48  *
49  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
50  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
51  *
52  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
53  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
54  *   double word in the page struct. Meaning
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->counters       -> Counters of objects
57  *      C. page->frozen         -> frozen state
58  *
59  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
60  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
61  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
62  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
63  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
64  *
65  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
66  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
67  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
68  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
69  *   modified without taking the list lock).
70  *
71  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
72  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
73  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
74  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
75  *   the list lock.
76  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
77  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
78  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
79  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
80  *
81  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
82  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
83  *
84  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
85  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
86  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
87  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
88  * cannot scan all objects.
89  *
90  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
91  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
92  * fast frees and allocs.
93  *
94  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
95  *
96  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * PageError            Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
118 {
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
120         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
121 #else
122         return 0;
123 #endif
124 }
125
126 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
127 {
128 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
129         return !kmem_cache_debug(s);
130 #else
131         return false;
132 #endif
133 }
134
135 /*
136  * Issues still to be resolved:
137  *
138  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
139  *
140  * - Variable sizing of the per node arrays
141  */
142
143 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
144 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
145
146 /* Enable to log cmpxchg failures */
147 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
148
149 /*
150  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
151  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
152  */
153 #define MIN_PARTIAL 5
154
155 /*
156  * Maximum number of desirable partial slabs.
157  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
158  * sort the partial list by the number of objects in use.
159  */
160 #define MAX_PARTIAL 10
161
162 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
163                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
164
165 /*
166  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
167  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
168  * metadata.
169  */
170 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
171
172 /*
173  * Set of flags that will prevent slab merging
174  */
175 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
176                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
177                 SLAB_FAILSLAB)
178
179 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
180                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
181
182 #define OO_SHIFT        16
183 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
184 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
185
186 /* Internal SLUB flags */
187 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
188 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
189
190 #ifdef CONFIG_SMP
191 static struct notifier_block slab_notifier;
192 #endif
193
194 /*
195  * Tracking user of a slab.
196  */
197 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
198 struct track {
199         unsigned long addr;     /* Called from address */
200 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
201         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
202 #endif
203         int cpu;                /* Was running on cpu */
204         int pid;                /* Pid context */
205         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
206 };
207
208 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
209
210 #ifdef CONFIG_SYSFS
211 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
212 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
213 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
214 #else
215 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
216 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
217                                                         { return 0; }
218 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
219 #endif
220
221 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         /*
225          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
226          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
227          */
228         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
229 #endif
230 }
231
232 /********************************************************************
233  *                      Core slab cache functions
234  *******************************************************************/
235
236 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
237 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
238                                 struct page *page, const void *object)
239 {
240         void *base;
241
242         if (!object)
243                 return 1;
244
245         base = page_address(page);
246         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
247                 (object - base) % s->size) {
248                 return 0;
249         }
250
251         return 1;
252 }
253
254 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
255 {
256         return *(void **)(object + s->offset);
257 }
258
259 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         prefetch(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
265 {
266         void *p;
267
268 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
269         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
270 #else
271         p = get_freepointer(s, object);
272 #endif
273         return p;
274 }
275
276 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
277 {
278         *(void **)(object + s->offset) = fp;
279 }
280
281 /* Loop over all objects in a slab */
282 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
283         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
284                         __p += (__s)->size)
285
286 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
287         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
288                         __p += (__s)->size, __idx++)
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         pr_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         pr_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         pr_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                                 pr_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         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
574                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
575
576 }
577
578 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
579 {
580         struct va_format vaf;
581         va_list args;
582
583         va_start(args, fmt);
584         vaf.fmt = fmt;
585         vaf.va = &args;
586         pr_err("=============================================================================\n");
587         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
588         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
589
590         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
591         va_end(args);
592 }
593
594 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
595 {
596         struct va_format vaf;
597         va_list args;
598
599         va_start(args, fmt);
600         vaf.fmt = fmt;
601         vaf.va = &args;
602         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
603         va_end(args);
604 }
605
606 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
607 {
608         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
609         u8 *addr = page_address(page);
610
611         print_tracking(s, p);
612
613         print_page_info(page);
614
615         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
616                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
617
618         if (p > addr + 16)
619                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
620
621         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
622                                 PAGE_SIZE));
623         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
624                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
625                         s->inuse - s->object_size);
626
627         if (s->offset)
628                 off = s->offset + sizeof(void *);
629         else
630                 off = s->inuse;
631
632         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
633                 off += 2 * sizeof(struct track);
634
635         if (off != s->size)
636                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
637                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
638
639         dump_stack();
640 }
641
642 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
643                         u8 *object, char *reason)
644 {
645         slab_bug(s, "%s", reason);
646         print_trailer(s, page, object);
647 }
648
649 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
650                         const char *fmt, ...)
651 {
652         va_list args;
653         char buf[100];
654
655         va_start(args, fmt);
656         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
657         va_end(args);
658         slab_bug(s, "%s", buf);
659         print_page_info(page);
660         dump_stack();
661 }
662
663 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
664 {
665         u8 *p = object;
666
667         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
668                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
669                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
670         }
671
672         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
673                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
674 }
675
676 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
677                                                 void *from, void *to)
678 {
679         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
680         memset(from, data, to - from);
681 }
682
683 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
684                         u8 *object, char *what,
685                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
686 {
687         u8 *fault;
688         u8 *end;
689
690         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
691         if (!fault)
692                 return 1;
693
694         end = start + bytes;
695         while (end > fault && end[-1] == value)
696                 end--;
697
698         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
699         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
700                                         fault, end - 1, fault[0], value);
701         print_trailer(s, page, object);
702
703         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
704         return 0;
705 }
706
707 /*
708  * Object layout:
709  *
710  * object address
711  *      Bytes of the object to be managed.
712  *      If the freepointer may overlay the object then the free
713  *      pointer is the first word of the object.
714  *
715  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
716  *      0xa5 (POISON_END)
717  *
718  * object + s->object_size
719  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
720  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
721  *      object_size == inuse.
722  *
723  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
724  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
725  *
726  * object + s->inuse
727  *      Meta data starts here.
728  *
729  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
730  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
731  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
732  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
733  *              before the word boundary.
734  *
735  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
736  *
737  * object + s->size
738  *      Nothing is used beyond s->size.
739  *
740  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
741  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
742  * may be used with merged slabcaches.
743  */
744
745 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
746 {
747         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
748
749         if (s->offset)
750                 /* Freepointer is placed after the object. */
751                 off += sizeof(void *);
752
753         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
754                 /* We also have user information there */
755                 off += 2 * sizeof(struct track);
756
757         if (s->size == off)
758                 return 1;
759
760         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
761                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
762 }
763
764 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
765 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
766 {
767         u8 *start;
768         u8 *fault;
769         u8 *end;
770         int length;
771         int remainder;
772
773         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
774                 return 1;
775
776         start = page_address(page);
777         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
778         end = start + length;
779         remainder = length % s->size;
780         if (!remainder)
781                 return 1;
782
783         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
784         if (!fault)
785                 return 1;
786         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
787                 end--;
788
789         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
790         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
791
792         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
793         return 0;
794 }
795
796 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
797                                         void *object, u8 val)
798 {
799         u8 *p = object;
800         u8 *endobject = object + s->object_size;
801
802         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
803                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
804                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
805                         return 0;
806         } else {
807                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
808                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
809                                 endobject, POISON_INUSE,
810                                 s->inuse - s->object_size);
811                 }
812         }
813
814         if (s->flags & SLAB_POISON) {
815                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
816                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
817                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
818                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
819                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
820                         return 0;
821                 /*
822                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
823                  */
824                 check_pad_bytes(s, page, p);
825         }
826
827         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
828                 /*
829                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
830                  * freepointer while object is allocated.
831                  */
832                 return 1;
833
834         /* Check free pointer validity */
835         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
836                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
837                 /*
838                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
839                  * of the free objects in this slab. May cause
840                  * another error because the object count is now wrong.
841                  */
842                 set_freepointer(s, p, NULL);
843                 return 0;
844         }
845         return 1;
846 }
847
848 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
849 {
850         int maxobj;
851
852         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
853
854         if (!PageSlab(page)) {
855                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
856                 return 0;
857         }
858
859         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
860         if (page->objects > maxobj) {
861                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
862                         s->name, page->objects, maxobj);
863                 return 0;
864         }
865         if (page->inuse > page->objects) {
866                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
867                         s->name, page->inuse, page->objects);
868                 return 0;
869         }
870         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
871         slab_pad_check(s, page);
872         return 1;
873 }
874
875 /*
876  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
877  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
878  */
879 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
880 {
881         int nr = 0;
882         void *fp;
883         void *object = NULL;
884         unsigned long max_objects;
885
886         fp = page->freelist;
887         while (fp && nr <= page->objects) {
888                 if (fp == search)
889                         return 1;
890                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
891                         if (object) {
892                                 object_err(s, page, object,
893                                         "Freechain corrupt");
894                                 set_freepointer(s, object, NULL);
895                         } else {
896                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
897                                 page->freelist = NULL;
898                                 page->inuse = page->objects;
899                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
900                                 return 0;
901                         }
902                         break;
903                 }
904                 object = fp;
905                 fp = get_freepointer(s, object);
906                 nr++;
907         }
908
909         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
910         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
911                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
912
913         if (page->objects != max_objects) {
914                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
915                         "should be %d", page->objects, max_objects);
916                 page->objects = max_objects;
917                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
918         }
919         if (page->inuse != page->objects - nr) {
920                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
921                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
922                 page->inuse = page->objects - nr;
923                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
924         }
925         return search == NULL;
926 }
927
928 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
929                                                                 int alloc)
930 {
931         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
932                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
933                         s->name,
934                         alloc ? "alloc" : "free",
935                         object, page->inuse,
936                         page->freelist);
937
938                 if (!alloc)
939                         print_section("Object ", (void *)object,
940                                         s->object_size);
941
942                 dump_stack();
943         }
944 }
945
946 /*
947  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
948  */
949 static void add_full(struct kmem_cache *s,
950         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
951 {
952         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
953                 return;
954
955         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
956         list_add(&page->lru, &n->full);
957 }
958
959 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
960 {
961         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
962                 return;
963
964         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
965         list_del(&page->lru);
966 }
967
968 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
969 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
970 {
971         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
972
973         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
974 }
975
976 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
977 {
978         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
979 }
980
981 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
982 {
983         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
984
985         /*
986          * May be called early in order to allocate a slab for the
987          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
988          * dilemma by deferring the increment of the count during
989          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
990          */
991         if (likely(n)) {
992                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
993                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
994         }
995 }
996 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
997 {
998         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
999
1000         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1001         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1002 }
1003
1004 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1005 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1006                                                                 void *object)
1007 {
1008         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1009                 return;
1010
1011         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1012         init_tracking(s, object);
1013 }
1014
1015 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1016                                         struct page *page,
1017                                         void *object, unsigned long addr)
1018 {
1019         if (!check_slab(s, page))
1020                 goto bad;
1021
1022         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1023                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1024                 goto bad;
1025         }
1026
1027         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1028                 goto bad;
1029
1030         /* Success perform special debug activities for allocs */
1031         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1032                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1033         trace(s, page, object, 1);
1034         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1035         return 1;
1036
1037 bad:
1038         if (PageSlab(page)) {
1039                 /*
1040                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1041                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1042                  * as used avoids touching the remaining objects.
1043                  */
1044                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1045                 page->inuse = page->objects;
1046                 page->freelist = NULL;
1047         }
1048         return 0;
1049 }
1050
1051 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1052         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1053         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1054 {
1055         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1056
1057         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1058         slab_lock(page);
1059
1060         if (!check_slab(s, page))
1061                 goto fail;
1062
1063         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1064                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1065                 goto fail;
1066         }
1067
1068         if (on_freelist(s, page, object)) {
1069                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1070                 goto fail;
1071         }
1072
1073         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1074                 goto out;
1075
1076         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1077                 if (!PageSlab(page)) {
1078                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1079                                 "outside of slab", object);
1080                 } else if (!page->slab_cache) {
1081                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1082                                object);
1083                         dump_stack();
1084                 } else
1085                         object_err(s, page, object,
1086                                         "page slab pointer corrupt.");
1087                 goto fail;
1088         }
1089
1090         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1091                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1092         trace(s, page, object, 0);
1093         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1094 out:
1095         slab_unlock(page);
1096         /*
1097          * Keep node_lock to preserve integrity
1098          * until the object is actually freed
1099          */
1100         return n;
1101
1102 fail:
1103         slab_unlock(page);
1104         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1105         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1106         return NULL;
1107 }
1108
1109 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1110 {
1111         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1112         if (*str++ != '=' || !*str)
1113                 /*
1114                  * No options specified. Switch on full debugging.
1115                  */
1116                 goto out;
1117
1118         if (*str == ',')
1119                 /*
1120                  * No options but restriction on slabs. This means full
1121                  * debugging for slabs matching a pattern.
1122                  */
1123                 goto check_slabs;
1124
1125         if (tolower(*str) == 'o') {
1126                 /*
1127                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1128                  * would increase as a result.
1129                  */
1130                 disable_higher_order_debug = 1;
1131                 goto out;
1132         }
1133
1134         slub_debug = 0;
1135         if (*str == '-')
1136                 /*
1137                  * Switch off all debugging measures.
1138                  */
1139                 goto out;
1140
1141         /*
1142          * Determine which debug features should be switched on
1143          */
1144         for (; *str && *str != ','; str++) {
1145                 switch (tolower(*str)) {
1146                 case 'f':
1147                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1148                         break;
1149                 case 'z':
1150                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1151                         break;
1152                 case 'p':
1153                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1154                         break;
1155                 case 'u':
1156                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1157                         break;
1158                 case 't':
1159                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1160                         break;
1161                 case 'a':
1162                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1163                         break;
1164                 default:
1165                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1166                                *str);
1167                 }
1168         }
1169
1170 check_slabs:
1171         if (*str == ',')
1172                 slub_debug_slabs = str + 1;
1173 out:
1174         return 1;
1175 }
1176
1177 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1178
1179 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1180         unsigned long flags, const char *name,
1181         void (*ctor)(void *))
1182 {
1183         /*
1184          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1185          */
1186         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1187                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1188                 flags |= slub_debug;
1189
1190         return flags;
1191 }
1192 #else
1193 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1194                         struct page *page, void *object) {}
1195
1196 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1197         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1198
1199 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1200         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1201         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1202
1203 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1204                         { return 1; }
1205 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1206                         void *object, u8 val) { return 1; }
1207 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1208                                         struct page *page) {}
1209 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1210                                         struct page *page) {}
1211 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1212         unsigned long flags, const char *name,
1213         void (*ctor)(void *))
1214 {
1215         return flags;
1216 }
1217 #define slub_debug 0
1218
1219 #define disable_higher_order_debug 0
1220
1221 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1222                                                         { return 0; }
1223 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1224                                                         { return 0; }
1225 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1226                                                         int objects) {}
1227 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1228                                                         int objects) {}
1229
1230 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1231
1232 /*
1233  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1234  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1235  */
1236 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1237 {
1238         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1239 }
1240
1241 static inline void kfree_hook(const void *x)
1242 {
1243         kmemleak_free(x);
1244 }
1245
1246 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1247 {
1248         flags &= gfp_allowed_mask;
1249         lockdep_trace_alloc(flags);
1250         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1251
1252         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
1253 }
1254
1255 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1256                                         gfp_t flags, void *object)
1257 {
1258         flags &= gfp_allowed_mask;
1259         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1260         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
1261 }
1262
1263 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1264 {
1265         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1266
1267         /*
1268          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1269          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1270          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1271          */
1272 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1273         {
1274                 unsigned long flags;
1275
1276                 local_irq_save(flags);
1277                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1278                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1279                 local_irq_restore(flags);
1280         }
1281 #endif
1282         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1283                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Slab allocation and freeing
1288  */
1289 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1290                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1291 {
1292         struct page *page;
1293         int order = oo_order(oo);
1294
1295         flags |= __GFP_NOTRACK;
1296
1297         if (memcg_charge_slab(s, flags, order))
1298                 return NULL;
1299
1300         if (node == NUMA_NO_NODE)
1301                 page = alloc_pages(flags, order);
1302         else
1303                 page = alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1304
1305         if (!page)
1306                 memcg_uncharge_slab(s, order);
1307
1308         return page;
1309 }
1310
1311 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1312 {
1313         struct page *page;
1314         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1315         gfp_t alloc_gfp;
1316
1317         flags &= gfp_allowed_mask;
1318
1319         if (flags & __GFP_WAIT)
1320                 local_irq_enable();
1321
1322         flags |= s->allocflags;
1323
1324         /*
1325          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1326          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1327          */
1328         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1329
1330         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1331         if (unlikely(!page)) {
1332                 oo = s->min;
1333                 alloc_gfp = flags;
1334                 /*
1335                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1336                  * Try a lower order alloc if possible
1337                  */
1338                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1339
1340                 if (page)
1341                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1342         }
1343
1344         if (kmemcheck_enabled && page
1345                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1346                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1347
1348                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1349
1350                 /*
1351                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1352                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1353                  */
1354                 if (s->ctor)
1355                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1356                 else
1357                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1358         }
1359
1360         if (flags & __GFP_WAIT)
1361                 local_irq_disable();
1362         if (!page)
1363                 return NULL;
1364
1365         page->objects = oo_objects(oo);
1366         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1367                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1368                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1369                 1 << oo_order(oo));
1370
1371         return page;
1372 }
1373
1374 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1375                                 void *object)
1376 {
1377         setup_object_debug(s, page, object);
1378         if (unlikely(s->ctor))
1379                 s->ctor(object);
1380 }
1381
1382 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1383 {
1384         struct page *page;
1385         void *start;
1386         void *p;
1387         int order;
1388         int idx;
1389
1390         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1391
1392         page = allocate_slab(s,
1393                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1394         if (!page)
1395                 goto out;
1396
1397         order = compound_order(page);
1398         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1399         page->slab_cache = s;
1400         __SetPageSlab(page);
1401         if (page->pfmemalloc)
1402                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1403
1404         start = page_address(page);
1405
1406         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1407                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1408
1409         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1410                 setup_object(s, page, p);
1411                 if (likely(idx < page->objects))
1412                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1413                 else
1414                         set_freepointer(s, p, NULL);
1415         }
1416
1417         page->freelist = start;
1418         page->inuse = page->objects;
1419         page->frozen = 1;
1420 out:
1421         return page;
1422 }
1423
1424 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1425 {
1426         int order = compound_order(page);
1427         int pages = 1 << order;
1428
1429         if (kmem_cache_debug(s)) {
1430                 void *p;
1431
1432                 slab_pad_check(s, page);
1433                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1434                                                 page->objects)
1435                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1436         }
1437
1438         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1439
1440         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1441                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1442                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1443                 -pages);
1444
1445         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1446         __ClearPageSlab(page);
1447
1448         page_mapcount_reset(page);
1449         if (current->reclaim_state)
1450                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1451         __free_pages(page, order);
1452         memcg_uncharge_slab(s, order);
1453 }
1454
1455 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1456         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1457
1458 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1459 {
1460         struct page *page;
1461
1462         if (need_reserve_slab_rcu)
1463                 page = virt_to_head_page(h);
1464         else
1465                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1466
1467         __free_slab(page->slab_cache, page);
1468 }
1469
1470 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1471 {
1472         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1473                 struct rcu_head *head;
1474
1475                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1476                         int order = compound_order(page);
1477                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1478
1479                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1480                         head = page_address(page) + offset;
1481                 } else {
1482                         /*
1483                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1484                          */
1485                         head = (void *)&page->lru;
1486                 }
1487
1488                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1489         } else
1490                 __free_slab(s, page);
1491 }
1492
1493 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1494 {
1495         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1496         free_slab(s, page);
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Management of partially allocated slabs.
1501  */
1502 static inline void
1503 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1504 {
1505         n->nr_partial++;
1506         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1507                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1508         else
1509                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1510 }
1511
1512 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1513                                 struct page *page, int tail)
1514 {
1515         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1516         __add_partial(n, page, tail);
1517 }
1518
1519 static inline void
1520 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1521 {
1522         list_del(&page->lru);
1523         n->nr_partial--;
1524 }
1525
1526 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1527                                         struct page *page)
1528 {
1529         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1530         __remove_partial(n, page);
1531 }
1532
1533 /*
1534  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1535  * return the pointer to the freelist.
1536  *
1537  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1538  */
1539 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1540                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1541                 int mode, int *objects)
1542 {
1543         void *freelist;
1544         unsigned long counters;
1545         struct page new;
1546
1547         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1548
1549         /*
1550          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1551          * The old freelist is the list of objects for the
1552          * per cpu allocation list.
1553          */
1554         freelist = page->freelist;
1555         counters = page->counters;
1556         new.counters = counters;
1557         *objects = new.objects - new.inuse;
1558         if (mode) {
1559                 new.inuse = page->objects;
1560                 new.freelist = NULL;
1561         } else {
1562                 new.freelist = freelist;
1563         }
1564
1565         VM_BUG_ON(new.frozen);
1566         new.frozen = 1;
1567
1568         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1569                         freelist, counters,
1570                         new.freelist, new.counters,
1571                         "acquire_slab"))
1572                 return NULL;
1573
1574         remove_partial(n, page);
1575         WARN_ON(!freelist);
1576         return freelist;
1577 }
1578
1579 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1580 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1581
1582 /*
1583  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1584  */
1585 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1586                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1587 {
1588         struct page *page, *page2;
1589         void *object = NULL;
1590         int available = 0;
1591         int objects;
1592
1593         /*
1594          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1595          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1596          * partial slab and there is none available then get_partials()
1597          * will return NULL.
1598          */
1599         if (!n || !n->nr_partial)
1600                 return NULL;
1601
1602         spin_lock(&n->list_lock);
1603         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1604                 void *t;
1605
1606                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1607                         continue;
1608
1609                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1610                 if (!t)
1611                         break;
1612
1613                 available += objects;
1614                 if (!object) {
1615                         c->page = page;
1616                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1617                         object = t;
1618                 } else {
1619                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1620                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1621                 }
1622                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1623                         || available > s->cpu_partial / 2)
1624                         break;
1625
1626         }
1627         spin_unlock(&n->list_lock);
1628         return object;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1633  */
1634 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1635                 struct kmem_cache_cpu *c)
1636 {
1637 #ifdef CONFIG_NUMA
1638         struct zonelist *zonelist;
1639         struct zoneref *z;
1640         struct zone *zone;
1641         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1642         void *object;
1643         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1644
1645         /*
1646          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1647          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1648          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1649          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1650          *
1651          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1652          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1653          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1654          * from other nodes and filled up.
1655          *
1656          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1657          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1658          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1659          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1660          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1661          * with available objects.
1662          */
1663         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1664                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1665                 return NULL;
1666
1667         do {
1668                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1669                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1670                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1671                         struct kmem_cache_node *n;
1672
1673                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1674
1675                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1676                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1677                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1678                                 if (object) {
1679                                         /*
1680                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1681                                          * here - if mems_allowed was updated in
1682                                          * parallel, that was a harmless race
1683                                          * between allocation and the cpuset
1684                                          * update
1685                                          */
1686                                         return object;
1687                                 }
1688                         }
1689                 }
1690         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1691 #endif
1692         return NULL;
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Get a partial page, lock it and return it.
1697  */
1698 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1699                 struct kmem_cache_cpu *c)
1700 {
1701         void *object;
1702         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_mem_id() : node;
1703
1704         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1705         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1706                 return object;
1707
1708         return get_any_partial(s, flags, c);
1709 }
1710
1711 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1712 /*
1713  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1714  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1715  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1716  */
1717 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1718 #else
1719 /*
1720  * No preemption supported therefore also no need to check for
1721  * different cpus.
1722  */
1723 #define TID_STEP 1
1724 #endif
1725
1726 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1727 {
1728         return tid + TID_STEP;
1729 }
1730
1731 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1732 {
1733         return tid % TID_STEP;
1734 }
1735
1736 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1737 {
1738         return tid / TID_STEP;
1739 }
1740
1741 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1742 {
1743         return cpu;
1744 }
1745
1746 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1747                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1748 {
1749 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1750         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1751
1752         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1753
1754 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1755         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1756                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1757                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1758         else
1759 #endif
1760         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1761                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1762                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1763         else
1764                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1765                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1766 #endif
1767         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1768 }
1769
1770 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1771 {
1772         int cpu;
1773
1774         for_each_possible_cpu(cpu)
1775                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Remove the cpu slab
1780  */
1781 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1782                                 void *freelist)
1783 {
1784         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1785         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1786         int lock = 0;
1787         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1788         void *nextfree;
1789         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1790         struct page new;
1791         struct page old;
1792
1793         if (page->freelist) {
1794                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1795                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1796         }
1797
1798         /*
1799          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1800          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1801          * last one.
1802          *
1803          * There is no need to take the list->lock because the page
1804          * is still frozen.
1805          */
1806         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1807                 void *prior;
1808                 unsigned long counters;
1809
1810                 do {
1811                         prior = page->freelist;
1812                         counters = page->counters;
1813                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1814                         new.counters = counters;
1815                         new.inuse--;
1816                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1817
1818                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1819                         prior, counters,
1820                         freelist, new.counters,
1821                         "drain percpu freelist"));
1822
1823                 freelist = nextfree;
1824         }
1825
1826         /*
1827          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1828          * list presence reflects the actual number of objects
1829          * during unfreeze.
1830          *
1831          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1832          * with the count. If there is a mismatch then the page
1833          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1834          *
1835          * Then we restart the process which may have to remove
1836          * the page from the list that we just put it on again
1837          * because the number of objects in the slab may have
1838          * changed.
1839          */
1840 redo:
1841
1842         old.freelist = page->freelist;
1843         old.counters = page->counters;
1844         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1845
1846         /* Determine target state of the slab */
1847         new.counters = old.counters;
1848         if (freelist) {
1849                 new.inuse--;
1850                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1851                 new.freelist = freelist;
1852         } else
1853                 new.freelist = old.freelist;
1854
1855         new.frozen = 0;
1856
1857         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1858                 m = M_FREE;
1859         else if (new.freelist) {
1860                 m = M_PARTIAL;
1861                 if (!lock) {
1862                         lock = 1;
1863                         /*
1864                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1865                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1866                          * is frozen
1867                          */
1868                         spin_lock(&n->list_lock);
1869                 }
1870         } else {
1871                 m = M_FULL;
1872                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1873                         lock = 1;
1874                         /*
1875                          * This also ensures that the scanning of full
1876                          * slabs from diagnostic functions will not see
1877                          * any frozen slabs.
1878                          */
1879                         spin_lock(&n->list_lock);
1880                 }
1881         }
1882
1883         if (l != m) {
1884
1885                 if (l == M_PARTIAL)
1886
1887                         remove_partial(n, page);
1888
1889                 else if (l == M_FULL)
1890
1891                         remove_full(s, n, page);
1892
1893                 if (m == M_PARTIAL) {
1894
1895                         add_partial(n, page, tail);
1896                         stat(s, tail);
1897
1898                 } else if (m == M_FULL) {
1899
1900                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1901                         add_full(s, n, page);
1902
1903                 }
1904         }
1905
1906         l = m;
1907         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1908                                 old.freelist, old.counters,
1909                                 new.freelist, new.counters,
1910                                 "unfreezing slab"))
1911                 goto redo;
1912
1913         if (lock)
1914                 spin_unlock(&n->list_lock);
1915
1916         if (m == M_FREE) {
1917                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1918                 discard_slab(s, page);
1919                 stat(s, FREE_SLAB);
1920         }
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1925  *
1926  * This function must be called with interrupts disabled
1927  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1928  * to guarantee no concurrent accesses).
1929  */
1930 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1931                 struct kmem_cache_cpu *c)
1932 {
1933 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1934         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1935         struct page *page, *discard_page = NULL;
1936
1937         while ((page = c->partial)) {
1938                 struct page new;
1939                 struct page old;
1940
1941                 c->partial = page->next;
1942
1943                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1944                 if (n != n2) {
1945                         if (n)
1946                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1947
1948                         n = n2;
1949                         spin_lock(&n->list_lock);
1950                 }
1951
1952                 do {
1953
1954                         old.freelist = page->freelist;
1955                         old.counters = page->counters;
1956                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1957
1958                         new.counters = old.counters;
1959                         new.freelist = old.freelist;
1960
1961                         new.frozen = 0;
1962
1963                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1964                                 old.freelist, old.counters,
1965                                 new.freelist, new.counters,
1966                                 "unfreezing slab"));
1967
1968                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
1969                         page->next = discard_page;
1970                         discard_page = page;
1971                 } else {
1972                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1973                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1974                 }
1975         }
1976
1977         if (n)
1978                 spin_unlock(&n->list_lock);
1979
1980         while (discard_page) {
1981                 page = discard_page;
1982                 discard_page = discard_page->next;
1983
1984                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1985                 discard_slab(s, page);
1986                 stat(s, FREE_SLAB);
1987         }
1988 #endif
1989 }
1990
1991 /*
1992  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1993  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1994  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1995  * onto a random cpus partial slot.
1996  *
1997  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1998  * per node partial list.
1999  */
2000 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2001 {
2002 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2003         struct page *oldpage;
2004         int pages;
2005         int pobjects;
2006
2007         do {
2008                 pages = 0;
2009                 pobjects = 0;
2010                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2011
2012                 if (oldpage) {
2013                         pobjects = oldpage->pobjects;
2014                         pages = oldpage->pages;
2015                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2016                                 unsigned long flags;
2017                                 /*
2018                                  * partial array is full. Move the existing
2019                                  * set to the per node partial list.
2020                                  */
2021                                 local_irq_save(flags);
2022                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2023                                 local_irq_restore(flags);
2024                                 oldpage = NULL;
2025                                 pobjects = 0;
2026                                 pages = 0;
2027                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2028                         }
2029                 }
2030
2031                 pages++;
2032                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2033
2034                 page->pages = pages;
2035                 page->pobjects = pobjects;
2036                 page->next = oldpage;
2037
2038         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2039                                                                 != oldpage);
2040 #endif
2041 }
2042
2043 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2044 {
2045         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2046         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2047
2048         c->tid = next_tid(c->tid);
2049         c->page = NULL;
2050         c->freelist = NULL;
2051 }
2052
2053 /*
2054  * Flush cpu slab.
2055  *
2056  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2057  */
2058 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2059 {
2060         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2061
2062         if (likely(c)) {
2063                 if (c->page)
2064                         flush_slab(s, c);
2065
2066                 unfreeze_partials(s, c);
2067         }
2068 }
2069
2070 static void flush_cpu_slab(void *d)
2071 {
2072         struct kmem_cache *s = d;
2073
2074         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2075 }
2076
2077 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2078 {
2079         struct kmem_cache *s = info;
2080         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2081
2082         return c->page || c->partial;
2083 }
2084
2085 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2086 {
2087         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2088 }
2089
2090 /*
2091  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2092  * locality expectations.
2093  */
2094 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2095 {
2096 #ifdef CONFIG_NUMA
2097         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2098                 return 0;
2099 #endif
2100         return 1;
2101 }
2102
2103 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2104 static int count_free(struct page *page)
2105 {
2106         return page->objects - page->inuse;
2107 }
2108
2109 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2110 {
2111         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2112 }
2113 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2114
2115 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2116 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2117                                         int (*get_count)(struct page *))
2118 {
2119         unsigned long flags;
2120         unsigned long x = 0;
2121         struct page *page;
2122
2123         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2124         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2125                 x += get_count(page);
2126         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2127         return x;
2128 }
2129 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2130
2131 static noinline void
2132 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2133 {
2134 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2135         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2136                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2137         int node;
2138         struct kmem_cache_node *n;
2139
2140         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2141                 return;
2142
2143         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2144                 nid, gfpflags);
2145         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2146                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2147                 oo_order(s->min));
2148
2149         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2150                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2151                         s->name);
2152
2153         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2154                 unsigned long nr_slabs;
2155                 unsigned long nr_objs;
2156                 unsigned long nr_free;
2157
2158                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2159                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2160                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2161
2162                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2163                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2164         }
2165 #endif
2166 }
2167
2168 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2169                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2170 {
2171         void *freelist;
2172         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2173         struct page *page;
2174
2175         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2176
2177         if (freelist)
2178                 return freelist;
2179
2180         page = new_slab(s, flags, node);
2181         if (page) {
2182                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2183                 if (c->page)
2184                         flush_slab(s, c);
2185
2186                 /*
2187                  * No other reference to the page yet so we can
2188                  * muck around with it freely without cmpxchg
2189                  */
2190                 freelist = page->freelist;
2191                 page->freelist = NULL;
2192
2193                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2194                 c->page = page;
2195                 *pc = c;
2196         } else
2197                 freelist = NULL;
2198
2199         return freelist;
2200 }
2201
2202 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2203 {
2204         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2205                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2206
2207         return true;
2208 }
2209
2210 /*
2211  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2212  * per cpu freelist or deactivate the page.
2213  *
2214  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2215  *
2216  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2217  *
2218  * This function must be called with interrupt disabled.
2219  */
2220 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2221 {
2222         struct page new;
2223         unsigned long counters;
2224         void *freelist;
2225
2226         do {
2227                 freelist = page->freelist;
2228                 counters = page->counters;
2229
2230                 new.counters = counters;
2231                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2232
2233                 new.inuse = page->objects;
2234                 new.frozen = freelist != NULL;
2235
2236         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2237                 freelist, counters,
2238                 NULL, new.counters,
2239                 "get_freelist"));
2240
2241         return freelist;
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2246  * debugging duties.
2247  *
2248  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2249  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2250  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2251  *
2252  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2253  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2254  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2255  *
2256  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2257  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2258  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2259  */
2260 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2261                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2262 {
2263         void *freelist;
2264         struct page *page;
2265         unsigned long flags;
2266
2267         local_irq_save(flags);
2268 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2269         /*
2270          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2271          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2272          * pointer.
2273          */
2274         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2275 #endif
2276
2277         page = c->page;
2278         if (!page)
2279                 goto new_slab;
2280 redo:
2281
2282         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2283                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2284                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2285                 c->page = NULL;
2286                 c->freelist = NULL;
2287                 goto new_slab;
2288         }
2289
2290         /*
2291          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2292          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2293          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2294          */
2295         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2296                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2297                 c->page = NULL;
2298                 c->freelist = NULL;
2299                 goto new_slab;
2300         }
2301
2302         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2303         freelist = c->freelist;
2304         if (freelist)
2305                 goto load_freelist;
2306
2307         freelist = get_freelist(s, page);
2308
2309         if (!freelist) {
2310                 c->page = NULL;
2311                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2312                 goto new_slab;
2313         }
2314
2315         stat(s, ALLOC_REFILL);
2316
2317 load_freelist:
2318         /*
2319          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2320          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2321          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2322          */
2323         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2324         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2325         c->tid = next_tid(c->tid);
2326         local_irq_restore(flags);
2327         return freelist;
2328
2329 new_slab:
2330
2331         if (c->partial) {
2332                 page = c->page = c->partial;
2333                 c->partial = page->next;
2334                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2335                 c->freelist = NULL;
2336                 goto redo;
2337         }
2338
2339         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2340
2341         if (unlikely(!freelist)) {
2342                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2343                 local_irq_restore(flags);
2344                 return NULL;
2345         }
2346
2347         page = c->page;
2348         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2349                 goto load_freelist;
2350
2351         /* Only entered in the debug case */
2352         if (kmem_cache_debug(s) &&
2353                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2354                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2355
2356         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2357         c->page = NULL;
2358         c->freelist = NULL;
2359         local_irq_restore(flags);
2360         return freelist;
2361 }
2362
2363 /*
2364  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2365  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2366  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2367  *
2368  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2369  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2370  *
2371  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2372  */
2373 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2374                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2375 {
2376         void **object;
2377         struct kmem_cache_cpu *c;
2378         struct page *page;
2379         unsigned long tid;
2380
2381         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2382                 return NULL;
2383
2384         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2385 redo:
2386         /*
2387          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2388          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2389          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2390          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2391          *
2392          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2393          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2394          * on a different processor between the determination of the pointer
2395          * and the retrieval of the tid.
2396          */
2397         preempt_disable();
2398         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2399
2400         /*
2401          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2402          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2403          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2404          * linked list in between.
2405          */
2406         tid = c->tid;
2407         preempt_enable();
2408
2409         object = c->freelist;
2410         page = c->page;
2411         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2412                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2413                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2414         } else {
2415                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2416
2417                 /*
2418                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2419                  * operation and if we are on the right processor.
2420                  *
2421                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2422                  * semantics!)
2423                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2424                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2425                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2426                  *
2427                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2428                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2429                  * other cpus.
2430                  */
2431                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2432                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2433                                 object, tid,
2434                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2435
2436                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2437                         goto redo;
2438                 }
2439                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2440                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2441         }
2442
2443         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2444                 memset(object, 0, s->object_size);
2445
2446         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2447
2448         return object;
2449 }
2450
2451 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2452                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2453 {
2454         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2455 }
2456
2457 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2458 {
2459         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2460
2461         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2462                                 s->size, gfpflags);
2463
2464         return ret;
2465 }
2466 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2467
2468 #ifdef CONFIG_TRACING
2469 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2470 {
2471         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2472         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2473         return ret;
2474 }
2475 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2476 #endif
2477
2478 #ifdef CONFIG_NUMA
2479 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2480 {
2481         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2482
2483         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2484                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2485
2486         return ret;
2487 }
2488 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2489
2490 #ifdef CONFIG_TRACING
2491 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2492                                     gfp_t gfpflags,
2493                                     int node, size_t size)
2494 {
2495         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2496
2497         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2498                            size, s->size, gfpflags, node);
2499         return ret;
2500 }
2501 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2502 #endif
2503 #endif
2504
2505 /*
2506  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2507  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2508  *
2509  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2510  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2511  * handling required then we can return immediately.
2512  */
2513 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2514                         void *x, unsigned long addr)
2515 {
2516         void *prior;
2517         void **object = (void *)x;
2518         int was_frozen;
2519         struct page new;
2520         unsigned long counters;
2521         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2522         unsigned long uninitialized_var(flags);
2523
2524         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2525
2526         if (kmem_cache_debug(s) &&
2527                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2528                 return;
2529
2530         do {
2531                 if (unlikely(n)) {
2532                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2533                         n = NULL;
2534                 }
2535                 prior = page->freelist;
2536                 counters = page->counters;
2537                 set_freepointer(s, object, prior);
2538                 new.counters = counters;
2539                 was_frozen = new.frozen;
2540                 new.inuse--;
2541                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2542
2543                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2544
2545                                 /*
2546                                  * Slab was on no list before and will be
2547                                  * partially empty
2548                                  * We can defer the list move and instead
2549                                  * freeze it.
2550                                  */
2551                                 new.frozen = 1;
2552
2553                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2554
2555                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2556                                 /*
2557                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2558                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2559                                  * drop the list_lock without any processing.
2560                                  *
2561                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2562                                  * other processors updating the list of slabs.
2563                                  */
2564                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2565
2566                         }
2567                 }
2568
2569         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2570                 prior, counters,
2571                 object, new.counters,
2572                 "__slab_free"));
2573
2574         if (likely(!n)) {
2575
2576                 /*
2577                  * If we just froze the page then put it onto the
2578                  * per cpu partial list.
2579                  */
2580                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2581                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2582                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2583                 }
2584                 /*
2585                  * The list lock was not taken therefore no list
2586                  * activity can be necessary.
2587                  */
2588                 if (was_frozen)
2589                         stat(s, FREE_FROZEN);
2590                 return;
2591         }
2592
2593         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2594                 goto slab_empty;
2595
2596         /*
2597          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2598          * then add it.
2599          */
2600         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2601                 if (kmem_cache_debug(s))
2602                         remove_full(s, n, page);
2603                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2604                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2605         }
2606         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2607         return;
2608
2609 slab_empty:
2610         if (prior) {
2611                 /*
2612                  * Slab on the partial list.
2613                  */
2614                 remove_partial(n, page);
2615                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2616         } else {
2617                 /* Slab must be on the full list */
2618                 remove_full(s, n, page);
2619         }
2620
2621         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2622         stat(s, FREE_SLAB);
2623         discard_slab(s, page);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2628  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2629  *
2630  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2631  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2632  * the item before.
2633  *
2634  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2635  * with all sorts of special processing.
2636  */
2637 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2638                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2639 {
2640         void **object = (void *)x;
2641         struct kmem_cache_cpu *c;
2642         unsigned long tid;
2643
2644         slab_free_hook(s, x);
2645
2646 redo:
2647         /*
2648          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2649          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2650          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2651          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2652          */
2653         preempt_disable();
2654         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2655
2656         tid = c->tid;
2657         preempt_enable();
2658
2659         if (likely(page == c->page)) {
2660                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2661
2662                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2663                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2664                                 c->freelist, tid,
2665                                 object, next_tid(tid)))) {
2666
2667                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2668                         goto redo;
2669                 }
2670                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2671         } else
2672                 __slab_free(s, page, x, addr);
2673
2674 }
2675
2676 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2677 {
2678         s = cache_from_obj(s, x);
2679         if (!s)
2680                 return;
2681         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2682         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2683 }
2684 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2685
2686 /*
2687  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2688  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2689  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2690  * another.
2691  *
2692  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2693  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2694  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2695  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2696  * locking overhead.
2697  */
2698
2699 /*
2700  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2701  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2702  * and increases the number of allocations possible without having to
2703  * take the list_lock.
2704  */
2705 static int slub_min_order;
2706 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2707 static int slub_min_objects;
2708
2709 /*
2710  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2711  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2712  */
2713 static int slub_nomerge;
2714
2715 /*
2716  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2717  *
2718  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2719  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2720  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2721  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2722  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2723  * would be wasted.
2724  *
2725  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2726  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2727  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2728  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2729  *
2730  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2731  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2732  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2733  * of space in favor of a small page order.
2734  *
2735  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2736  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2737  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2738  * the smallest order which will fit the object.
2739  */
2740 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2741                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2742 {
2743         int order;
2744         int rem;
2745         int min_order = slub_min_order;
2746
2747         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2748                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2749
2750         for (order = max(min_order,
2751                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2752                         order <= max_order; order++) {
2753
2754                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2755
2756                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2757                         continue;
2758
2759                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2760
2761                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2762                         break;
2763
2764         }
2765
2766         return order;
2767 }
2768
2769 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2770 {
2771         int order;
2772         int min_objects;
2773         int fraction;
2774         int max_objects;
2775
2776         /*
2777          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2778          * works by first attempting to generate a layout with
2779          * the best configuration and backing off gradually.
2780          *
2781          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2782          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2783          */
2784         min_objects = slub_min_objects;
2785         if (!min_objects)
2786                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2787         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2788         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2789
2790         while (min_objects > 1) {
2791                 fraction = 16;
2792                 while (fraction >= 4) {
2793                         order = slab_order(size, min_objects,
2794                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2795                         if (order <= slub_max_order)
2796                                 return order;
2797                         fraction /= 2;
2798                 }
2799                 min_objects--;
2800         }
2801
2802         /*
2803          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2804          * lets see if we can place a single object there.
2805          */
2806         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2807         if (order <= slub_max_order)
2808                 return order;
2809
2810         /*
2811          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2812          */
2813         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2814         if (order < MAX_ORDER)
2815                 return order;
2816         return -ENOSYS;
2817 }
2818
2819 static void
2820 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2821 {
2822         n->nr_partial = 0;
2823         spin_lock_init(&n->list_lock);
2824         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2825 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2826         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2827         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2828         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2829 #endif
2830 }
2831
2832 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2833 {
2834         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2835                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2836
2837         /*
2838          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2839          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2840          */
2841         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2842                                      2 * sizeof(void *));
2843
2844         if (!s->cpu_slab)
2845                 return 0;
2846
2847         init_kmem_cache_cpus(s);
2848
2849         return 1;
2850 }
2851
2852 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2853
2854 /*
2855  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2856  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2857  * possible.
2858  *
2859  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2860  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2861  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2862  */
2863 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2864 {
2865         struct page *page;
2866         struct kmem_cache_node *n;
2867
2868         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2869
2870         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2871
2872         BUG_ON(!page);
2873         if (page_to_nid(page) != node) {
2874                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
2875                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
2876         }
2877
2878         n = page->freelist;
2879         BUG_ON(!n);
2880         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2881         page->inuse = 1;
2882         page->frozen = 0;
2883         kmem_cache_node->node[node] = n;
2884 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2885         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2886         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2887 #endif
2888         init_kmem_cache_node(n);
2889         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2890
2891         /*
2892          * No locks need to be taken here as it has just been
2893          * initialized and there is no concurrent access.
2894          */
2895         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2896 }
2897
2898 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2899 {
2900         int node;
2901         struct kmem_cache_node *n;
2902
2903         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2904                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2905                 s->node[node] = NULL;
2906         }
2907 }
2908
2909 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2910 {
2911         int node;
2912
2913         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2914                 struct kmem_cache_node *n;
2915
2916                 if (slab_state == DOWN) {
2917                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2918                         continue;
2919                 }
2920                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2921                                                 GFP_KERNEL, node);
2922
2923                 if (!n) {
2924                         free_kmem_cache_nodes(s);
2925                         return 0;
2926                 }
2927
2928                 s->node[node] = n;
2929                 init_kmem_cache_node(n);
2930         }
2931         return 1;
2932 }
2933
2934 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2935 {
2936         if (min < MIN_PARTIAL)
2937                 min = MIN_PARTIAL;
2938         else if (min > MAX_PARTIAL)
2939                 min = MAX_PARTIAL;
2940         s->min_partial = min;
2941 }
2942
2943 /*
2944  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2945  * a slab object.
2946  */
2947 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2948 {
2949         unsigned long flags = s->flags;
2950         unsigned long size = s->object_size;
2951         int order;
2952
2953         /*
2954          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2955          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2956          * the possible location of the free pointer.
2957          */
2958         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2959
2960 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2961         /*
2962          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2963          * the slab may touch the object after free or before allocation
2964          * then we should never poison the object itself.
2965          */
2966         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2967                         !s->ctor)
2968                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2969         else
2970                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2971
2972
2973         /*
2974          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2975          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2976          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2977          */
2978         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2979                 size += sizeof(void *);
2980 #endif
2981
2982         /*
2983          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2984          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2985          */
2986         s->inuse = size;
2987
2988         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2989                 s->ctor)) {
2990                 /*
2991                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2992                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2993                  * kmem_cache_free.
2994                  *
2995                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2996                  * destructor or are poisoning the objects.
2997                  */
2998                 s->offset = size;
2999                 size += sizeof(void *);
3000         }
3001
3002 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3003         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3004                 /*
3005                  * Need to store information about allocs and frees after
3006                  * the object.
3007                  */
3008                 size += 2 * sizeof(struct track);
3009
3010         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3011                 /*
3012                  * Add some empty padding so that we can catch
3013                  * overwrites from earlier objects rather than let
3014                  * tracking information or the free pointer be
3015                  * corrupted if a user writes before the start
3016                  * of the object.
3017                  */
3018                 size += sizeof(void *);
3019 #endif
3020
3021         /*
3022          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3023          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3024          * each object to conform to the alignment.
3025          */
3026         size = ALIGN(size, s->align);
3027         s->size = size;
3028         if (forced_order >= 0)
3029                 order = forced_order;
3030         else
3031                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3032
3033         if (order < 0)
3034                 return 0;
3035
3036         s->allocflags = 0;
3037         if (order)
3038                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3039
3040         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3041                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3042
3043         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3044                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3045
3046         /*
3047          * Determine the number of objects per slab
3048          */
3049         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3050         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3051         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3052                 s->max = s->oo;
3053
3054         return !!oo_objects(s->oo);
3055 }
3056
3057 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3058 {
3059         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3060         s->reserved = 0;
3061
3062         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3063                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3064
3065         if (!calculate_sizes(s, -1))
3066                 goto error;
3067         if (disable_higher_order_debug) {
3068                 /*
3069                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3070                  * order increased.
3071                  */
3072                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3073                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3074                         s->offset = 0;
3075                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3076                                 goto error;
3077                 }
3078         }
3079
3080 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3081     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3082         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3083                 /* Enable fast mode */
3084                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3085 #endif
3086
3087         /*
3088          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3089          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3090          */
3091         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3092
3093         /*
3094          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3095          * per cpu partial lists of a processor.
3096          *
3097          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3098          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3099          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3100          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3101          *
3102          * This setting also determines
3103          *
3104          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3105          *    per node list when we reach the limit.
3106          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3107          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3108          *    50% to keep some capacity around for frees.
3109          */
3110         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3111                 s->cpu_partial = 0;
3112         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3113                 s->cpu_partial = 2;
3114         else if (s->size >= 1024)
3115                 s->cpu_partial = 6;
3116         else if (s->size >= 256)
3117                 s->cpu_partial = 13;
3118         else
3119                 s->cpu_partial = 30;
3120
3121 #ifdef CONFIG_NUMA
3122         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3123 #endif
3124         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3125                 goto error;
3126
3127         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3128                 return 0;
3129
3130         free_kmem_cache_nodes(s);
3131 error:
3132         if (flags & SLAB_PANIC)
3133                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3134                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3135                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3136                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3137         return -EINVAL;
3138 }
3139
3140 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3141                                                         const char *text)
3142 {
3143 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3144         void *addr = page_address(page);
3145         void *p;
3146         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3147                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3148         if (!map)
3149                 return;
3150         slab_err(s, page, text, s->name);
3151         slab_lock(page);
3152
3153         get_map(s, page, map);
3154         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3155
3156                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3157                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3158                         print_tracking(s, p);
3159                 }
3160         }
3161         slab_unlock(page);
3162         kfree(map);
3163 #endif
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3168  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3169  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3170  */
3171 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3172 {
3173         struct page *page, *h;
3174
3175         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3176                 if (!page->inuse) {
3177                         __remove_partial(n, page);
3178                         discard_slab(s, page);
3179                 } else {
3180                         list_slab_objects(s, page,
3181                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3182                 }
3183         }
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Release all resources used by a slab cache.
3188  */
3189 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3190 {
3191         int node;
3192         struct kmem_cache_node *n;
3193
3194         flush_all(s);
3195         /* Attempt to free all objects */
3196         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3197                 free_partial(s, n);
3198                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3199                         return 1;
3200         }
3201         free_percpu(s->cpu_slab);
3202         free_kmem_cache_nodes(s);
3203         return 0;
3204 }
3205
3206 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3207 {
3208         return kmem_cache_close(s);
3209 }
3210
3211 /********************************************************************
3212  *              Kmalloc subsystem
3213  *******************************************************************/
3214
3215 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3216 {
3217         get_option(&str, &slub_min_order);
3218
3219         return 1;
3220 }
3221
3222 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3223
3224 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3225 {
3226         get_option(&str, &slub_max_order);
3227         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3228
3229         return 1;
3230 }
3231
3232 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3233
3234 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3235 {
3236         get_option(&str, &slub_min_objects);
3237
3238         return 1;
3239 }
3240
3241 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3242
3243 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3244 {
3245         slub_nomerge = 1;
3246         return 1;
3247 }
3248
3249 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3250
3251 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3252 {
3253         struct kmem_cache *s;
3254         void *ret;
3255
3256         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3257                 return kmalloc_large(size, flags);
3258
3259         s = kmalloc_slab(size, flags);
3260
3261         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3262                 return s;
3263
3264         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3265
3266         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3267
3268         return ret;
3269 }
3270 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3271
3272 #ifdef CONFIG_NUMA
3273 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3274 {
3275         struct page *page;
3276         void *ptr = NULL;
3277
3278         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3279         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3280         if (page)
3281                 ptr = page_address(page);
3282
3283         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3284         return ptr;
3285 }
3286
3287 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3288 {
3289         struct kmem_cache *s;
3290         void *ret;
3291
3292         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3293                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3294
3295                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3296                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3297                                    flags, node);
3298
3299                 return ret;
3300         }
3301
3302         s = kmalloc_slab(size, flags);
3303
3304         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3305                 return s;
3306
3307         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3308
3309         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3310
3311         return ret;
3312 }
3313 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3314 #endif
3315
3316 size_t ksize(const void *object)
3317 {
3318         struct page *page;
3319
3320         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3321                 return 0;
3322
3323         page = virt_to_head_page(object);
3324
3325         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3326                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3327                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3328         }
3329
3330         return slab_ksize(page->slab_cache);
3331 }
3332 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3333
3334 void kfree(const void *x)
3335 {
3336         struct page *page;
3337         void *object = (void *)x;
3338
3339         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3340
3341         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3342                 return;
3343
3344         page = virt_to_head_page(x);
3345         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3346                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3347                 kfree_hook(x);
3348                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3349                 return;
3350         }
3351         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3352 }
3353 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3354
3355 /*
3356  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3357  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3358  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3359  * and thus they can be removed from the partial lists.
3360  *
3361  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3362  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3363  * are freed in them.
3364  */
3365 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3366 {
3367         int node;
3368         int i;
3369         struct kmem_cache_node *n;
3370         struct page *page;
3371         struct page *t;
3372         int objects = oo_objects(s->max);
3373         struct list_head *slabs_by_inuse =
3374                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3375         unsigned long flags;
3376
3377         if (!slabs_by_inuse)
3378                 return -ENOMEM;
3379
3380         flush_all(s);
3381         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3382                 if (!n->nr_partial)
3383                         continue;
3384
3385                 for (i = 0; i < objects; i++)
3386                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3387
3388                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3389
3390                 /*
3391                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3392                  *
3393                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3394                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3395                  */
3396                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3397                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3398                         if (!page->inuse)
3399                                 n->nr_partial--;
3400                 }
3401
3402                 /*
3403                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3404                  * first and the least used slabs at the end.
3405                  */
3406                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3407                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3408
3409                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3410
3411                 /* Release empty slabs */
3412                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3413                         discard_slab(s, page);
3414         }
3415
3416         kfree(slabs_by_inuse);
3417         return 0;
3418 }
3419
3420 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3421 {
3422         struct kmem_cache *s;
3423
3424         mutex_lock(&slab_mutex);
3425         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3426                 __kmem_cache_shrink(s);
3427         mutex_unlock(&slab_mutex);
3428
3429         return 0;
3430 }
3431
3432 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3433 {
3434         struct kmem_cache_node *n;
3435         struct kmem_cache *s;
3436         struct memory_notify *marg = arg;
3437         int offline_node;
3438
3439         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3440
3441         /*
3442          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3443          * for it yet.
3444          */
3445         if (offline_node < 0)
3446                 return;
3447
3448         mutex_lock(&slab_mutex);
3449         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3450                 n = get_node(s, offline_node);
3451                 if (n) {
3452                         /*
3453                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3454                          * that is going down. We were unable to free them,
3455                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3456                          * callback. So, we must fail.
3457                          */
3458                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3459
3460                         s->node[offline_node] = NULL;
3461                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3462                 }
3463         }
3464         mutex_unlock(&slab_mutex);
3465 }
3466
3467 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3468 {
3469         struct kmem_cache_node *n;
3470         struct kmem_cache *s;
3471         struct memory_notify *marg = arg;
3472         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3473         int ret = 0;
3474
3475         /*
3476          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3477          * already created. Nothing to do.
3478          */
3479         if (nid < 0)
3480                 return 0;
3481
3482         /*
3483          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3484          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3485          * online.
3486          */
3487         mutex_lock(&slab_mutex);
3488         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3489                 /*
3490                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3491                  *      since memory is not yet available from the node that
3492                  *      is brought up.
3493                  */
3494                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3495                 if (!n) {
3496                         ret = -ENOMEM;
3497                         goto out;
3498                 }
3499                 init_kmem_cache_node(n);
3500                 s->node[nid] = n;
3501         }
3502 out:
3503         mutex_unlock(&slab_mutex);
3504         return ret;
3505 }
3506
3507 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3508                                 unsigned long action, void *arg)
3509 {
3510         int ret = 0;
3511
3512         switch (action) {
3513         case MEM_GOING_ONLINE:
3514                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3515                 break;
3516         case MEM_GOING_OFFLINE:
3517                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3518                 break;
3519         case MEM_OFFLINE:
3520         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3521                 slab_mem_offline_callback(arg);
3522                 break;
3523         case MEM_ONLINE:
3524         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3525                 break;
3526         }
3527         if (ret)
3528                 ret = notifier_from_errno(ret);
3529         else
3530                 ret = NOTIFY_OK;
3531         return ret;
3532 }
3533
3534 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3535         .notifier_call = slab_memory_callback,
3536         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3537 };
3538
3539 /********************************************************************
3540  *                      Basic setup of slabs
3541  *******************************************************************/
3542
3543 /*
3544  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3545  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3546  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3547  */
3548
3549 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3550 {
3551         int node;
3552         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3553         struct kmem_cache_node *n;
3554
3555         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3556
3557         /*
3558          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3559          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3560          * IPIs around.
3561          */
3562         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3563         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3564                 struct page *p;
3565
3566                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3567                         p->slab_cache = s;
3568
3569 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3570                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3571                         p->slab_cache = s;
3572 #endif
3573         }
3574         list_add(&s->list, &slab_caches);
3575         return s;
3576 }
3577
3578 void __init kmem_cache_init(void)
3579 {
3580         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3581                 boot_kmem_cache_node;
3582
3583         if (debug_guardpage_minorder())
3584                 slub_max_order = 0;
3585
3586         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3587         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3588
3589         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3590                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3591
3592         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3593
3594         /* Able to allocate the per node structures */
3595         slab_state = PARTIAL;
3596
3597         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3598                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3599                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3600                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3601
3602         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3603
3604         /*
3605          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3606          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3607          * update any list pointers.
3608          */
3609         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3610
3611         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3612         create_kmalloc_caches(0);
3613
3614 #ifdef CONFIG_SMP
3615         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3616 #endif
3617
3618         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3619                 cache_line_size(),
3620                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3621                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3622 }
3623
3624 void __init kmem_cache_init_late(void)
3625 {
3626 }
3627
3628 /*
3629  * Find a mergeable slab cache
3630  */
3631 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3632 {
3633         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3634                 return 1;
3635
3636         if (!is_root_cache(s))
3637                 return 1;
3638
3639         if (s->ctor)
3640                 return 1;
3641
3642         /*
3643          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3644          */
3645         if (s->refcount < 0)
3646                 return 1;
3647
3648         return 0;
3649 }
3650
3651 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size, size_t align,
3652                 unsigned long flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
3653 {
3654         struct kmem_cache *s;
3655
3656         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3657                 return NULL;
3658
3659         if (ctor)
3660                 return NULL;
3661
3662         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3663         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3664         size = ALIGN(size, align);
3665         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3666
3667         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3668                 if (slab_unmergeable(s))
3669                         continue;
3670
3671                 if (size > s->size)
3672                         continue;
3673
3674                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3675                         continue;
3676                 /*
3677                  * Check if alignment is compatible.
3678                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3679                  */
3680                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3681                         continue;
3682
3683                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3684                         continue;
3685
3686                 return s;
3687         }
3688         return NULL;
3689 }
3690
3691 struct kmem_cache *
3692 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3693                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3694 {
3695         struct kmem_cache *s;
3696
3697         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3698         if (s) {
3699                 int i;
3700                 struct kmem_cache *c;
3701
3702                 s->refcount++;
3703
3704                 /*
3705                  * Adjust the object sizes so that we clear
3706                  * the complete object on kzalloc.
3707                  */
3708                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3709                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3710
3711                 for_each_memcg_cache_index(i) {
3712                         c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3713                         if (!c)
3714                                 continue;
3715                         c->object_size = s->object_size;
3716                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3717                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3718                 }
3719
3720                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3721                         s->refcount--;
3722                         s = NULL;
3723                 }
3724         }
3725
3726         return s;
3727 }
3728
3729 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3730 {
3731         int err;
3732
3733         err = kmem_cache_open(s, flags);
3734         if (err)
3735                 return err;
3736
3737         /* Mutex is not taken during early boot */
3738         if (slab_state <= UP)
3739                 return 0;
3740
3741         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3742         err = sysfs_slab_add(s);
3743         if (err)
3744                 kmem_cache_close(s);
3745
3746         return err;
3747 }
3748
3749 #ifdef CONFIG_SMP
3750 /*
3751  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3752  * necessary.
3753  */
3754 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3755                 unsigned long action, void *hcpu)
3756 {
3757         long cpu = (long)hcpu;
3758         struct kmem_cache *s;
3759         unsigned long flags;
3760
3761         switch (action) {
3762         case CPU_UP_CANCELED:
3763         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3764         case CPU_DEAD:
3765         case CPU_DEAD_FROZEN:
3766                 mutex_lock(&slab_mutex);
3767                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3768                         local_irq_save(flags);
3769                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3770                         local_irq_restore(flags);
3771                 }
3772                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3773                 break;
3774         default:
3775                 break;
3776         }
3777         return NOTIFY_OK;
3778 }
3779
3780 static struct notifier_block slab_notifier = {
3781         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3782 };
3783
3784 #endif
3785
3786 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3787 {
3788         struct kmem_cache *s;
3789         void *ret;
3790
3791         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3792                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3793
3794         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3795
3796         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3797                 return s;
3798
3799         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3800
3801         /* Honor the call site pointer we received. */
3802         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3803
3804         return ret;
3805 }
3806
3807 #ifdef CONFIG_NUMA
3808 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3809                                         int node, unsigned long caller)
3810 {
3811         struct kmem_cache *s;
3812         void *ret;
3813
3814         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3815                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3816
3817                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3818                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3819                                    gfpflags, node);
3820
3821                 return ret;
3822         }
3823
3824         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3825
3826         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3827                 return s;
3828
3829         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3830
3831         /* Honor the call site pointer we received. */
3832         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3833
3834         return ret;
3835 }
3836 #endif
3837
3838 #ifdef CONFIG_SYSFS
3839 static int count_inuse(struct page *page)
3840 {
3841         return page->inuse;
3842 }
3843
3844 static int count_total(struct page *page)
3845 {
3846         return page->objects;
3847 }
3848 #endif
3849
3850 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3851 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3852                                                 unsigned long *map)
3853 {
3854         void *p;
3855         void *addr = page_address(page);
3856
3857         if (!check_slab(s, page) ||
3858                         !on_freelist(s, page, NULL))
3859                 return 0;
3860
3861         /* Now we know that a valid freelist exists */
3862         bitmap_zero(map, page->objects);
3863
3864         get_map(s, page, map);
3865         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3866                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3867                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3868                                 return 0;
3869         }
3870
3871         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3872                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3873                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3874                                 return 0;
3875         return 1;
3876 }
3877
3878 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3879                                                 unsigned long *map)
3880 {
3881         slab_lock(page);
3882         validate_slab(s, page, map);
3883         slab_unlock(page);
3884 }
3885
3886 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3887                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3888 {
3889         unsigned long count = 0;
3890         struct page *page;
3891         unsigned long flags;
3892
3893         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3894
3895         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3896                 validate_slab_slab(s, page, map);
3897                 count++;
3898         }
3899         if (count != n->nr_partial)
3900                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3901                        s->name, count, n->nr_partial);
3902
3903         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3904                 goto out;
3905
3906         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3907                 validate_slab_slab(s, page, map);
3908                 count++;
3909         }
3910         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3911                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
3912                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3913
3914 out:
3915         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3916         return count;
3917 }
3918
3919 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3920 {
3921         int node;
3922         unsigned long count = 0;
3923         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3924                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3925         struct kmem_cache_node *n;
3926
3927         if (!map)
3928                 return -ENOMEM;
3929
3930         flush_all(s);
3931         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3932                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3933         kfree(map);
3934         return count;
3935 }
3936 /*
3937  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3938  * and freed.
3939  */
3940
3941 struct location {
3942         unsigned long count;
3943         unsigned long addr;
3944         long long sum_time;
3945         long min_time;
3946         long max_time;
3947         long min_pid;
3948         long max_pid;
3949         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3950         nodemask_t nodes;
3951 };
3952
3953 struct loc_track {
3954         unsigned long max;
3955         unsigned long count;
3956         struct location *loc;
3957 };
3958
3959 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3960 {
3961         if (t->max)
3962                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3963                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3964 }
3965
3966 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3967 {
3968         struct location *l;
3969         int order;
3970
3971         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3972
3973         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3974         if (!l)
3975                 return 0;
3976
3977         if (t->count) {
3978                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3979                 free_loc_track(t);
3980         }
3981         t->max = max;
3982         t->loc = l;
3983         return 1;
3984 }
3985
3986 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3987                                 const struct track *track)
3988 {
3989         long start, end, pos;
3990         struct location *l;
3991         unsigned long caddr;
3992         unsigned long age = jiffies - track->when;
3993
3994         start = -1;
3995         end = t->count;
3996
3997         for ( ; ; ) {
3998                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3999
4000                 /*
4001                  * There is nothing at "end". If we end up there
4002                  * we need to add something to before end.
4003                  */
4004                 if (pos == end)
4005                         break;
4006
4007                 caddr = t->loc[pos].addr;
4008                 if (track->addr == caddr) {
4009
4010                         l = &t->loc[pos];
4011                         l->count++;
4012                         if (track->when) {
4013                                 l->sum_time += age;
4014                                 if (age < l->min_time)
4015                                         l->min_time = age;
4016                                 if (age > l->max_time)
4017                                         l->max_time = age;
4018
4019                                 if (track->pid < l->min_pid)
4020                                         l->min_pid = track->pid;
4021                                 if (track->pid > l->max_pid)
4022                                         l->max_pid = track->pid;
4023
4024                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4025                                                 to_cpumask(l->cpus));
4026                         }
4027                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4028                         return 1;
4029                 }
4030
4031                 if (track->addr < caddr)
4032                         end = pos;
4033                 else
4034                         start = pos;
4035         }
4036
4037         /*
4038          * Not found. Insert new tracking element.
4039          */
4040         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4041                 return 0;
4042
4043         l = t->loc + pos;
4044         if (pos < t->count)
4045                 memmove(l + 1, l,
4046                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4047         t->count++;
4048         l->count = 1;
4049         l->addr = track->addr;
4050         l->sum_time = age;
4051         l->min_time = age;
4052         l->max_time = age;
4053         l->min_pid = track->pid;
4054         l->max_pid = track->pid;
4055         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4056         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4057         nodes_clear(l->nodes);
4058         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4059         return 1;
4060 }
4061
4062 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4063                 struct page *page, enum track_item alloc,
4064                 unsigned long *map)
4065 {
4066         void *addr = page_address(page);
4067         void *p;
4068
4069         bitmap_zero(map, page->objects);
4070         get_map(s, page, map);
4071
4072         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4073                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4074                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4075 }
4076
4077 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4078                                         enum track_item alloc)
4079 {
4080         int len = 0;
4081         unsigned long i;
4082         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4083         int node;
4084         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4085                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4086         struct kmem_cache_node *n;
4087
4088         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4089                                      GFP_TEMPORARY)) {
4090                 kfree(map);
4091                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4092         }
4093         /* Push back cpu slabs */
4094         flush_all(s);
4095
4096         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4097                 unsigned long flags;
4098                 struct page *page;
4099
4100                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4101                         continue;
4102
4103                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4104                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4105                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4106                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4107                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4108                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4109         }
4110
4111         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4112                 struct location *l = &t.loc[i];
4113
4114                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4115                         break;
4116                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4117
4118                 if (l->addr)
4119                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4120                 else
4121                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4122
4123                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4124                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4125                                 l->min_time,
4126                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4127                                 l->max_time);
4128                 } else
4129                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4130                                 l->min_time);
4131
4132                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4133                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4134                                 l->min_pid, l->max_pid);
4135                 else
4136                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4137                                 l->min_pid);
4138
4139                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4140                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4141                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4142                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4143                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4144                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4145                                                  to_cpumask(l->cpus));
4146                 }
4147
4148                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4149                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4150                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4151                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4152                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4153                                                   l->nodes);
4154                 }
4155
4156                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4157         }
4158
4159         free_loc_track(&t);
4160         kfree(map);
4161         if (!t.count)
4162                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4163         return len;
4164 }
4165 #endif
4166
4167 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4168 static void __init resiliency_test(void)
4169 {
4170         u8 *p;
4171
4172         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4173
4174         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4175         pr_err("-----------------------\n");
4176         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4177
4178         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4179         p[16] = 0x12;
4180         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4181                p + 16);
4182
4183         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4184
4185         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4186         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4187         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4188         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4189                p);
4190         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4191
4192         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4193         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4194         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4195         *p = 0x56;
4196         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4197                p);
4198         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4199         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4200
4201         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4202         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4203         kfree(p);
4204         *p = 0x78;
4205         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4206         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4207
4208         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4209         kfree(p);
4210         p[50] = 0x9a;
4211         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4212         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4213
4214         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4215         kfree(p);
4216         p[512] = 0xab;
4217         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4218         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4219 }
4220 #else
4221 #ifdef CONFIG_SYSFS
4222 static void resiliency_test(void) {};
4223 #endif
4224 #endif
4225
4226 #ifdef CONFIG_SYSFS
4227 enum slab_stat_type {
4228         SL_ALL,                 /* All slabs */
4229         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4230         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4231         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4232         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4233 };
4234
4235 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4236 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4237 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4238 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4239 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4240
4241 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4242                             char *buf, unsigned long flags)
4243 {
4244         unsigned long total = 0;
4245         int node;
4246         int x;
4247         unsigned long *nodes;
4248
4249         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4250         if (!nodes)
4251                 return -ENOMEM;
4252
4253         if (flags & SO_CPU) {
4254                 int cpu;
4255
4256                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4257                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4258                                                                cpu);
4259                         int node;
4260                         struct page *page;
4261
4262                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4263                         if (!page)
4264                                 continue;
4265
4266                         node = page_to_nid(page);
4267                         if (flags & SO_TOTAL)
4268                                 x = page->objects;
4269                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4270                                 x = page->inuse;
4271                         else
4272                                 x = 1;
4273
4274                         total += x;
4275                         nodes[node] += x;
4276
4277                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4278                         if (page) {
4279                                 node = page_to_nid(page);
4280                                 if (flags & SO_TOTAL)
4281                                         WARN_ON_ONCE(1);
4282                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4283                                         WARN_ON_ONCE(1);
4284                                 else
4285                                         x = page->pages;
4286                                 total += x;
4287                                 nodes[node] += x;
4288                         }
4289                 }
4290         }
4291
4292         get_online_mems();
4293 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4294         if (flags & SO_ALL) {
4295                 struct kmem_cache_node *n;
4296
4297                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4298
4299                         if (flags & SO_TOTAL)
4300                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4301                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4302                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4303                                         count_partial(n, count_free);
4304                         else
4305                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4306                         total += x;
4307                         nodes[node] += x;
4308                 }
4309
4310         } else
4311 #endif
4312         if (flags & SO_PARTIAL) {
4313                 struct kmem_cache_node *n;
4314
4315                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4316                         if (flags & SO_TOTAL)
4317                                 x = count_partial(n, count_total);
4318                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4319                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4320                         else
4321                                 x = n->nr_partial;
4322                         total += x;
4323                         nodes[node] += x;
4324                 }
4325         }
4326         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4327 #ifdef CONFIG_NUMA
4328         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4329                 if (nodes[node])
4330                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4331                                         node, nodes[node]);
4332 #endif
4333         put_online_mems();
4334         kfree(nodes);
4335         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4336 }
4337
4338 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4339 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4340 {
4341         int node;
4342         struct kmem_cache_node *n;
4343
4344         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4345                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4346                         return 1;
4347
4348         return 0;
4349 }
4350 #endif
4351
4352 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4353 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4354
4355 struct slab_attribute {
4356         struct attribute attr;
4357         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4358         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4359 };
4360
4361 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4362         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4363         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4364
4365 #define SLAB_ATTR(_name) \
4366         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4367         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4368
4369 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4370 {
4371         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4372 }
4373 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4374
4375 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4376 {
4377         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4378 }
4379 SLAB_ATTR_RO(align);
4380
4381 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4382 {
4383         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4384 }
4385 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4386
4387 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4388 {
4389         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4390 }
4391 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4392
4393 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4394                                 const char *buf, size_t length)
4395 {
4396         unsigned long order;
4397         int err;
4398
4399         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4400         if (err)
4401                 return err;
4402
4403         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4404                 return -EINVAL;
4405
4406         calculate_sizes(s, order);
4407         return length;
4408 }
4409
4410 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4411 {
4412         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4413 }
4414 SLAB_ATTR(order);
4415
4416 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4417 {
4418         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4419 }
4420
4421 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4422                                  size_t length)
4423 {
4424         unsigned long min;
4425         int err;
4426
4427         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4428         if (err)
4429                 return err;
4430
4431         set_min_partial(s, min);
4432         return length;
4433 }
4434 SLAB_ATTR(min_partial);
4435
4436 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4437 {
4438         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4439 }
4440
4441 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4442                                  size_t length)
4443 {
4444         unsigned long objects;
4445         int err;
4446
4447         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4448         if (err)
4449                 return err;
4450         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4451                 return -EINVAL;
4452
4453         s->cpu_partial = objects;
4454         flush_all(s);
4455         return length;
4456 }
4457 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4458
4459 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4460 {
4461         if (!s->ctor)
4462                 return 0;
4463         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4464 }
4465 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4466
4467 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4468 {
4469         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4470 }
4471 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4472
4473 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4474 {
4475         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4476 }
4477 SLAB_ATTR_RO(partial);
4478
4479 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4480 {
4481         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4482 }
4483 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4484
4485 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4486 {
4487         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4488 }
4489 SLAB_ATTR_RO(objects);
4490
4491 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4492 {
4493         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4494 }
4495 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4496
4497 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4498 {
4499         int objects = 0;
4500         int pages = 0;
4501         int cpu;
4502         int len;
4503
4504         for_each_online_cpu(cpu) {
4505                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4506
4507                 if (page) {
4508                         pages += page->pages;
4509                         objects += page->pobjects;
4510                 }
4511         }
4512
4513         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4514
4515 #ifdef CONFIG_SMP
4516         for_each_online_cpu(cpu) {
4517                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4518
4519                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4520                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4521                                 page->pobjects, page->pages);
4522         }
4523 #endif
4524         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4525 }
4526 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4527
4528 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4529 {
4530         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4531 }
4532
4533 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4534                                 const char *buf, size_t length)
4535 {
4536         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4537         if (buf[0] == '1')
4538                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4539         return length;
4540 }
4541 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4542
4543 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4544 {
4545         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4546 }
4547 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4548
4549 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4550 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4551 {
4552         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4553 }
4554 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4555 #endif
4556
4557 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4558 {
4559         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4560 }
4561 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4562
4563 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4564 {
4565         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4566 }
4567 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4568
4569 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4570 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4571 {
4572         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4573 }
4574 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4575
4576 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4577 {
4578         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4579 }
4580 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4581
4582 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4583 {
4584         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4585 }
4586
4587 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4588                                 const char *buf, size_t length)
4589 {
4590         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4591         if (buf[0] == '1') {
4592                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4593                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4594         }
4595         return length;
4596 }
4597 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4598
4599 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4600 {
4601         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4602 }
4603
4604 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4605                                                         size_t length)
4606 {
4607         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4608         if (buf[0] == '1') {
4609                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4610                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4611         }
4612         return length;
4613 }
4614 SLAB_ATTR(trace);
4615
4616 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4619 }
4620
4621 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4622                                 const char *buf, size_t length)
4623 {
4624         if (any_slab_objects(s))
4625                 return -EBUSY;
4626
4627         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4628         if (buf[0] == '1') {
4629                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4630                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4631         }
4632         calculate_sizes(s, -1);
4633         return length;
4634 }
4635 SLAB_ATTR(red_zone);
4636
4637 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4638 {
4639         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4640 }
4641
4642 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4643                                 const char *buf, size_t length)
4644 {
4645         if (any_slab_objects(s))
4646                 return -EBUSY;
4647
4648         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4649         if (buf[0] == '1') {
4650                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4651                 s->flags |= SLAB_POISON;
4652         }
4653         calculate_sizes(s, -1);
4654         return length;
4655 }
4656 SLAB_ATTR(poison);
4657
4658 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4659 {
4660         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4661 }
4662
4663 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4664                                 const char *buf, size_t length)
4665 {
4666         if (any_slab_objects(s))
4667                 return -EBUSY;
4668
4669         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4670         if (buf[0] == '1') {
4671                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4672                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4673         }
4674         calculate_sizes(s, -1);
4675         return length;
4676 }
4677 SLAB_ATTR(store_user);
4678
4679 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4680 {
4681         return 0;
4682 }
4683
4684 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4685                         const char *buf, size_t length)
4686 {
4687         int ret = -EINVAL;
4688
4689         if (buf[0] == '1') {
4690                 ret = validate_slab_cache(s);
4691                 if (ret >= 0)
4692                         ret = length;
4693         }
4694         return ret;
4695 }
4696 SLAB_ATTR(validate);
4697
4698 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4699 {
4700         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4701                 return -ENOSYS;
4702         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4703 }
4704 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4705
4706 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4707 {
4708         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4709                 return -ENOSYS;
4710         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4711 }
4712 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4713 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4714
4715 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4716 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4717 {
4718         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4719 }
4720
4721 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4722                                                         size_t length)
4723 {
4724         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4725         if (buf[0] == '1')
4726                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4727         return length;
4728 }
4729 SLAB_ATTR(failslab);
4730 #endif
4731
4732 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4733 {
4734         return 0;
4735 }
4736
4737 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4738                         const char *buf, size_t length)
4739 {
4740         if (buf[0] == '1') {
4741                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4742
4743                 if (rc)
4744                         return rc;
4745         } else
4746                 return -EINVAL;
4747         return length;
4748 }
4749 SLAB_ATTR(shrink);
4750
4751 #ifdef CONFIG_NUMA
4752 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4753 {
4754         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4755 }
4756
4757 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4758                                 const char *buf, size_t length)
4759 {
4760         unsigned long ratio;
4761         int err;
4762
4763         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4764         if (err)
4765                 return err;
4766
4767         if (ratio <= 100)
4768                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4769
4770         return length;
4771 }
4772 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4773 #endif
4774
4775 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4776 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4777 {
4778         unsigned long sum  = 0;
4779         int cpu;
4780         int len;
4781         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4782
4783         if (!data)
4784                 return -ENOMEM;
4785
4786         for_each_online_cpu(cpu) {
4787                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4788
4789                 data[cpu] = x;
4790                 sum += x;
4791         }
4792
4793         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4794
4795 #ifdef CONFIG_SMP
4796         for_each_online_cpu(cpu) {
4797                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4798                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4799         }
4800 #endif
4801         kfree(data);
4802         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4803 }
4804
4805 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4806 {
4807         int cpu;
4808
4809         for_each_online_cpu(cpu)
4810                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4811 }
4812
4813 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4814 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4815 {                                                               \
4816         return show_stat(s, buf, si);                           \
4817 }                                                               \
4818 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4819                                 const char *buf, size_t length) \
4820 {                                                               \
4821         if (buf[0] != '0')                                      \
4822                 return -EINVAL;                                 \
4823         clear_stat(s, si);                                      \
4824         return length;                                          \
4825 }                                                               \
4826 SLAB_ATTR(text);                                                \
4827
4828 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4829 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4830 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4831 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4832 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4833 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4834 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4835 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4836 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4837 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4838 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4839 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4840 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4841 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4842 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4843 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4844 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4845 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4846 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4847 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4848 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4849 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4850 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4851 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4852 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4853 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4854 #endif
4855
4856 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4857         &slab_size_attr.attr,
4858         &object_size_attr.attr,
4859         &objs_per_slab_attr.attr,
4860         &order_attr.attr,
4861         &min_partial_attr.attr,
4862         &cpu_partial_attr.attr,
4863         &objects_attr.attr,
4864         &objects_partial_attr.attr,
4865         &partial_attr.attr,
4866         &cpu_slabs_attr.attr,
4867         &ctor_attr.attr,
4868         &aliases_attr.attr,
4869         &align_attr.attr,
4870         &hwcache_align_attr.attr,
4871         &reclaim_account_attr.attr,
4872         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4873         &shrink_attr.attr,
4874         &reserved_attr.attr,
4875         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4876 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4877         &total_objects_attr.attr,
4878         &slabs_attr.attr,
4879         &sanity_checks_attr.attr,
4880         &trace_attr.attr,
4881         &red_zone_attr.attr,
4882         &poison_attr.attr,
4883         &store_user_attr.attr,
4884         &validate_attr.attr,
4885         &alloc_calls_attr.attr,
4886         &free_calls_attr.attr,
4887 #endif
4888 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4889         &cache_dma_attr.attr,
4890 #endif
4891 #ifdef CONFIG_NUMA
4892         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4893 #endif
4894 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4895         &alloc_fastpath_attr.attr,
4896         &alloc_slowpath_attr.attr,
4897         &free_fastpath_attr.attr,
4898         &free_slowpath_attr.attr,
4899         &free_frozen_attr.attr,
4900         &free_add_partial_attr.attr,
4901         &free_remove_partial_attr.attr,
4902         &alloc_from_partial_attr.attr,
4903         &alloc_slab_attr.attr,
4904         &alloc_refill_attr.attr,
4905         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4906         &free_slab_attr.attr,
4907         &cpuslab_flush_attr.attr,
4908         &deactivate_full_attr.attr,
4909         &deactivate_empty_attr.attr,
4910         &deactivate_to_head_attr.attr,
4911         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4912         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4913         &deactivate_bypass_attr.attr,
4914         &order_fallback_attr.attr,
4915         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4916         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4917         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4918         &cpu_partial_free_attr.attr,
4919         &cpu_partial_node_attr.attr,
4920         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4921 #endif
4922 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4923         &failslab_attr.attr,
4924 #endif
4925
4926         NULL
4927 };
4928
4929 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4930         .attrs = slab_attrs,
4931 };
4932
4933 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4934                                 struct attribute *attr,
4935                                 char *buf)
4936 {
4937         struct slab_attribute *attribute;
4938         struct kmem_cache *s;
4939         int err;
4940
4941         attribute = to_slab_attr(attr);
4942         s = to_slab(kobj);
4943
4944         if (!attribute->show)
4945                 return -EIO;
4946
4947         err = attribute->show(s, buf);
4948
4949         return err;
4950 }
4951
4952 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4953                                 struct attribute *attr,
4954                                 const char *buf, size_t len)
4955 {
4956         struct slab_attribute *attribute;
4957         struct kmem_cache *s;
4958         int err;
4959
4960         attribute = to_slab_attr(attr);
4961         s = to_slab(kobj);
4962
4963         if (!attribute->store)
4964                 return -EIO;
4965
4966         err = attribute->store(s, buf, len);
4967 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4968         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
4969                 int i;
4970
4971                 mutex_lock(&slab_mutex);
4972                 if (s->max_attr_size < len)
4973                         s->max_attr_size = len;
4974
4975                 /*
4976                  * This is a best effort propagation, so this function's return
4977                  * value will be determined by the parent cache only. This is
4978                  * basically because not all attributes will have a well
4979                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
4980                  * have permanent effects.
4981                  *
4982                  * Returning the error value of any of the children that fail
4983                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
4984                  * error code won't be able to know anything about the state of
4985                  * the cache.
4986                  *
4987                  * Only returning the error code for the parent cache at least
4988                  * has well defined semantics. The cache being written to
4989                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
4990                  * through the descendants with best-effort propagation.
4991                  */
4992                 for_each_memcg_cache_index(i) {
4993                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
4994                         if (c)
4995                                 attribute->store(c, buf, len);
4996                 }
4997                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4998         }
4999 #endif
5000         return err;
5001 }
5002
5003 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5004 {
5005 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5006         int i;
5007         char *buffer = NULL;
5008         struct kmem_cache *root_cache;
5009
5010         if (is_root_cache(s))
5011                 return;
5012
5013         root_cache = s->memcg_params->root_cache;
5014
5015         /*
5016          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5017          * in copying default values around
5018          */
5019         if (!root_cache->max_attr_size)
5020                 return;
5021
5022         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5023                 char mbuf[64];
5024                 char *buf;
5025                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5026
5027                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5028                         continue;
5029
5030                 /*
5031                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5032                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5033                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5034                  *
5035                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5036                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5037                  * theoretically happen.
5038                  */
5039                 if (buffer)
5040                         buf = buffer;
5041                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5042                         buf = mbuf;
5043                 else {
5044                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5045                         if (WARN_ON(!buffer))
5046                                 continue;
5047                         buf = buffer;
5048                 }
5049
5050                 attr->show(root_cache, buf);
5051                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5052         }
5053
5054         if (buffer)
5055                 free_page((unsigned long)buffer);
5056 #endif
5057 }
5058
5059 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5060 {
5061         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5062 }
5063
5064 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5065         .show = slab_attr_show,
5066         .store = slab_attr_store,
5067 };
5068
5069 static struct kobj_type slab_ktype = {
5070         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5071         .release = kmem_cache_release,
5072 };
5073
5074 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5075 {
5076         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5077
5078         if (ktype == &slab_ktype)
5079                 return 1;
5080         return 0;
5081 }
5082
5083 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5084         .filter = uevent_filter,
5085 };
5086
5087 static struct kset *slab_kset;
5088
5089 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5090 {
5091 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5092         if (!is_root_cache(s))
5093                 return s->memcg_params->root_cache->memcg_kset;
5094 #endif
5095         return slab_kset;
5096 }
5097
5098 #define ID_STR_LENGTH 64
5099
5100 /* Create a unique string id for a slab cache:
5101  *
5102  * Format       :[flags-]size
5103  */
5104 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5105 {
5106         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5107         char *p = name;
5108
5109         BUG_ON(!name);
5110
5111         *p++ = ':';
5112         /*
5113          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5114          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5115          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5116          * are matched during merging to guarantee that the id is
5117          * unique.
5118          */
5119         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5120                 *p++ = 'd';
5121         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5122                 *p++ = 'a';
5123         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5124                 *p++ = 'F';
5125         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5126                 *p++ = 't';
5127         if (p != name + 1)
5128                 *p++ = '-';
5129         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5130
5131         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5132         return name;
5133 }
5134
5135 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5136 {
5137         int err;
5138         const char *name;
5139         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5140
5141         if (unmergeable) {
5142                 /*
5143                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5144                  * This is typically the case for debug situations. In that
5145                  * case we can catch duplicate names easily.
5146                  */
5147                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5148                 name = s->name;
5149         } else {
5150                 /*
5151                  * Create a unique name for the slab as a target
5152                  * for the symlinks.
5153                  */
5154                 name = create_unique_id(s);
5155         }
5156
5157         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5158         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5159         if (err)
5160                 goto out_put_kobj;
5161
5162         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5163         if (err)
5164                 goto out_del_kobj;
5165
5166 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5167         if (is_root_cache(s)) {
5168                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5169                 if (!s->memcg_kset) {
5170                         err = -ENOMEM;
5171                         goto out_del_kobj;
5172                 }
5173         }
5174 #endif
5175
5176         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5177         if (!unmergeable) {
5178                 /* Setup first alias */
5179                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5180         }
5181 out:
5182         if (!unmergeable)
5183                 kfree(name);
5184         return err;
5185 out_del_kobj:
5186         kobject_del(&s->kobj);
5187 out_put_kobj:
5188         kobject_put(&s->kobj);
5189         goto out;
5190 }
5191
5192 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5193 {
5194         if (slab_state < FULL)
5195                 /*
5196                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5197                  * cache from sysfs.
5198                  */
5199                 return;
5200
5201 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5202         kset_unregister(s->memcg_kset);
5203 #endif
5204         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5205         kobject_del(&s->kobj);
5206         kobject_put(&s->kobj);
5207 }
5208
5209 /*
5210  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5211  * available lest we lose that information.
5212  */
5213 struct saved_alias {
5214         struct kmem_cache *s;
5215         const char *name;
5216         struct saved_alias *next;
5217 };
5218
5219 static struct saved_alias *alias_list;
5220
5221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5222 {
5223         struct saved_alias *al;
5224
5225         if (slab_state == FULL) {
5226                 /*
5227                  * If we have a leftover link then remove it.
5228                  */
5229                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5230                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5231         }
5232
5233         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5234         if (!al)
5235                 return -ENOMEM;
5236
5237         al->s = s;
5238         al->name = name;
5239         al->next = alias_list;
5240         alias_list = al;
5241         return 0;
5242 }
5243
5244 static int __init slab_sysfs_init(void)
5245 {
5246         struct kmem_cache *s;
5247         int err;
5248
5249         mutex_lock(&slab_mutex);
5250
5251         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5252         if (!slab_kset) {
5253                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5254                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5255                 return -ENOSYS;
5256         }
5257
5258         slab_state = FULL;
5259
5260         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5261                 err = sysfs_slab_add(s);
5262                 if (err)
5263                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5264                                s->name);
5265         }
5266
5267         while (alias_list) {
5268                 struct saved_alias *al = alias_list;
5269
5270                 alias_list = alias_list->next;
5271                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5272                 if (err)
5273                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5274                                al->name);
5275                 kfree(al);
5276         }
5277
5278         mutex_unlock(&slab_mutex);
5279         resiliency_test();
5280         return 0;
5281 }
5282
5283 __initcall(slab_sysfs_init);
5284 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5285
5286 /*
5287  * The /proc/slabinfo ABI
5288  */
5289 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5290 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5291 {
5292         unsigned long nr_slabs = 0;
5293         unsigned long nr_objs = 0;
5294         unsigned long nr_free = 0;
5295         int node;
5296         struct kmem_cache_node *n;
5297
5298         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5299                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5300                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5301                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5302         }
5303
5304         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5305         sinfo->num_objs = nr_objs;
5306         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5307         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5308         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5309         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5310 }
5311
5312 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5313 {
5314 }
5315
5316 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5317                        size_t count, loff_t *ppos)
5318 {
5319         return -EIO;
5320 }
5321 #endif /* CONFIG_SLABINFO */