mm: fix sleeping function warning from __put_anon_vma
[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 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
265 {
266         prefetch(object + s->offset);
267 }
268
269 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
270 {
271         void *p;
272
273 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
274         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
275 #else
276         p = get_freepointer(s, object);
277 #endif
278         return p;
279 }
280
281 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
282 {
283         *(void **)(object + s->offset) = fp;
284 }
285
286 /* Loop over all objects in a slab */
287 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
288         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
289                         __p += (__s)->size)
290
291 /* Determine object index from a given position */
292 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
293 {
294         return (p - addr) / s->size;
295 }
296
297 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
298 {
299 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
300         /*
301          * Debugging requires use of the padding between object
302          * and whatever may come after it.
303          */
304         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
305                 return s->object_size;
306
307 #endif
308         /*
309          * If we have the need to store the freelist pointer
310          * back there or track user information then we can
311          * only use the space before that information.
312          */
313         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
314                 return s->inuse;
315         /*
316          * Else we can use all the padding etc for the allocation
317          */
318         return s->size;
319 }
320
321 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
322 {
323         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
324 }
325
326 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
327                 unsigned long size, int reserved)
328 {
329         struct kmem_cache_order_objects x = {
330                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
331         };
332
333         return x;
334 }
335
336 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
337 {
338         return x.x >> OO_SHIFT;
339 }
340
341 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
342 {
343         return x.x & OO_MASK;
344 }
345
346 /*
347  * Per slab locking using the pagelock
348  */
349 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
350 {
351         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
352 }
353
354 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
355 {
356         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
357 }
358
359 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
360 {
361         struct page tmp;
362         tmp.counters = counters_new;
363         /*
364          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
365          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
366          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
367          * be careful and only assign to the fields we need.
368          */
369         page->frozen  = tmp.frozen;
370         page->inuse   = tmp.inuse;
371         page->objects = tmp.objects;
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                         freelist_old, counters_old,
386                         freelist_new, counters_new))
387                 return 1;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
396                         slab_unlock(page);
397                         return 1;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return 0;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                         freelist_old, counters_old,
422                         freelist_new, counters_new))
423                 return 1;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return 1;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return 0;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 /*
455  * Determine a map of object in use on a page.
456  *
457  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
458  * not vanish from under us.
459  */
460 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
461 {
462         void *p;
463         void *addr = page_address(page);
464
465         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
466                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
467 }
468
469 /*
470  * Debug settings:
471  */
472 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
473 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
474 #else
475 static int slub_debug;
476 #endif
477
478 static char *slub_debug_slabs;
479 static int disable_higher_order_debug;
480
481 /*
482  * Object debugging
483  */
484 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
485 {
486         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
487                         length, 1);
488 }
489
490 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
491         enum track_item alloc)
492 {
493         struct track *p;
494
495         if (s->offset)
496                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
497         else
498                 p = object + s->inuse;
499
500         return p + alloc;
501 }
502
503 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
504                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
505 {
506         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
507
508         if (addr) {
509 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
510                 struct stack_trace trace;
511                 int i;
512
513                 trace.nr_entries = 0;
514                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
515                 trace.entries = p->addrs;
516                 trace.skip = 3;
517                 save_stack_trace(&trace);
518
519                 /* See rant in lockdep.c */
520                 if (trace.nr_entries != 0 &&
521                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
522                         trace.nr_entries--;
523
524                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
525                         p->addrs[i] = 0;
526 #endif
527                 p->addr = addr;
528                 p->cpu = smp_processor_id();
529                 p->pid = current->pid;
530                 p->when = jiffies;
531         } else
532                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
533 }
534
535 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
536 {
537         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
538                 return;
539
540         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
541         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
542 }
543
544 static void print_track(const char *s, struct track *t)
545 {
546         if (!t->addr)
547                 return;
548
549         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
550                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
551 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
552         {
553                 int i;
554                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
555                         if (t->addrs[i])
556                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
557                         else
558                                 break;
559         }
560 #endif
561 }
562
563 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
564 {
565         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
566                 return;
567
568         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
569         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
570 }
571
572 static void print_page_info(struct page *page)
573 {
574         printk(KERN_ERR
575                "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
576                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
577
578 }
579
580 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
581 {
582         va_list args;
583         char buf[100];
584
585         va_start(args, fmt);
586         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
587         va_end(args);
588         printk(KERN_ERR "========================================"
589                         "=====================================\n");
590         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
591         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
592                         "-------------------------------------\n\n");
593
594         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
595 }
596
597 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
598 {
599         va_list args;
600         char buf[100];
601
602         va_start(args, fmt);
603         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
604         va_end(args);
605         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
606 }
607
608 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
609 {
610         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
611         u8 *addr = page_address(page);
612
613         print_tracking(s, p);
614
615         print_page_info(page);
616
617         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
618                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
619
620         if (p > addr + 16)
621                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
622
623         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
624                                 PAGE_SIZE));
625         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
626                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
627                         s->inuse - s->object_size);
628
629         if (s->offset)
630                 off = s->offset + sizeof(void *);
631         else
632                 off = s->inuse;
633
634         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
635                 off += 2 * sizeof(struct track);
636
637         if (off != s->size)
638                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
639                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
640
641         dump_stack();
642 }
643
644 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
645                         u8 *object, char *reason)
646 {
647         slab_bug(s, "%s", reason);
648         print_trailer(s, page, object);
649 }
650
651 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
652                         const char *fmt, ...)
653 {
654         va_list args;
655         char buf[100];
656
657         va_start(args, fmt);
658         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
659         va_end(args);
660         slab_bug(s, "%s", buf);
661         print_page_info(page);
662         dump_stack();
663 }
664
665 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
666 {
667         u8 *p = object;
668
669         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
670                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
671                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
672         }
673
674         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
675                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
676 }
677
678 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
679                                                 void *from, void *to)
680 {
681         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
682         memset(from, data, to - from);
683 }
684
685 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
686                         u8 *object, char *what,
687                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
688 {
689         u8 *fault;
690         u8 *end;
691
692         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
693         if (!fault)
694                 return 1;
695
696         end = start + bytes;
697         while (end > fault && end[-1] == value)
698                 end--;
699
700         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
701         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
702                                         fault, end - 1, fault[0], value);
703         print_trailer(s, page, object);
704
705         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
706         return 0;
707 }
708
709 /*
710  * Object layout:
711  *
712  * object address
713  *      Bytes of the object to be managed.
714  *      If the freepointer may overlay the object then the free
715  *      pointer is the first word of the object.
716  *
717  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
718  *      0xa5 (POISON_END)
719  *
720  * object + s->object_size
721  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
722  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
723  *      object_size == inuse.
724  *
725  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
726  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
727  *
728  * object + s->inuse
729  *      Meta data starts here.
730  *
731  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
732  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
733  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
734  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
735  *              before the word boundary.
736  *
737  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
738  *
739  * object + s->size
740  *      Nothing is used beyond s->size.
741  *
742  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
743  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
744  * may be used with merged slabcaches.
745  */
746
747 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
748 {
749         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
750
751         if (s->offset)
752                 /* Freepointer is placed after the object. */
753                 off += sizeof(void *);
754
755         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
756                 /* We also have user information there */
757                 off += 2 * sizeof(struct track);
758
759         if (s->size == off)
760                 return 1;
761
762         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
763                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
764 }
765
766 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
767 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
768 {
769         u8 *start;
770         u8 *fault;
771         u8 *end;
772         int length;
773         int remainder;
774
775         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
776                 return 1;
777
778         start = page_address(page);
779         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
780         end = start + length;
781         remainder = length % s->size;
782         if (!remainder)
783                 return 1;
784
785         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
786         if (!fault)
787                 return 1;
788         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
789                 end--;
790
791         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
792         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
793
794         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
795         return 0;
796 }
797
798 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
799                                         void *object, u8 val)
800 {
801         u8 *p = object;
802         u8 *endobject = object + s->object_size;
803
804         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
805                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
806                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
807                         return 0;
808         } else {
809                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
810                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
811                                 endobject, POISON_INUSE,
812                                 s->inuse - s->object_size);
813                 }
814         }
815
816         if (s->flags & SLAB_POISON) {
817                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
818                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
819                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
820                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
821                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
822                         return 0;
823                 /*
824                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
825                  */
826                 check_pad_bytes(s, page, p);
827         }
828
829         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
830                 /*
831                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
832                  * freepointer while object is allocated.
833                  */
834                 return 1;
835
836         /* Check free pointer validity */
837         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
838                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
839                 /*
840                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
841                  * of the free objects in this slab. May cause
842                  * another error because the object count is now wrong.
843                  */
844                 set_freepointer(s, p, NULL);
845                 return 0;
846         }
847         return 1;
848 }
849
850 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
851 {
852         int maxobj;
853
854         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
855
856         if (!PageSlab(page)) {
857                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
858                 return 0;
859         }
860
861         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
862         if (page->objects > maxobj) {
863                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
864                         s->name, page->objects, maxobj);
865                 return 0;
866         }
867         if (page->inuse > page->objects) {
868                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
869                         s->name, page->inuse, page->objects);
870                 return 0;
871         }
872         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
873         slab_pad_check(s, page);
874         return 1;
875 }
876
877 /*
878  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
879  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
880  */
881 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
882 {
883         int nr = 0;
884         void *fp;
885         void *object = NULL;
886         unsigned long max_objects;
887
888         fp = page->freelist;
889         while (fp && nr <= page->objects) {
890                 if (fp == search)
891                         return 1;
892                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
893                         if (object) {
894                                 object_err(s, page, object,
895                                         "Freechain corrupt");
896                                 set_freepointer(s, object, NULL);
897                         } else {
898                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
899                                 page->freelist = NULL;
900                                 page->inuse = page->objects;
901                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
902                                 return 0;
903                         }
904                         break;
905                 }
906                 object = fp;
907                 fp = get_freepointer(s, object);
908                 nr++;
909         }
910
911         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
912         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
913                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
914
915         if (page->objects != max_objects) {
916                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
917                         "should be %d", page->objects, max_objects);
918                 page->objects = max_objects;
919                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
920         }
921         if (page->inuse != page->objects - nr) {
922                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
923                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
924                 page->inuse = page->objects - nr;
925                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
926         }
927         return search == NULL;
928 }
929
930 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
931                                                                 int alloc)
932 {
933         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
934                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
935                         s->name,
936                         alloc ? "alloc" : "free",
937                         object, page->inuse,
938                         page->freelist);
939
940                 if (!alloc)
941                         print_section("Object ", (void *)object,
942                                         s->object_size);
943
944                 dump_stack();
945         }
946 }
947
948 /*
949  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
950  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
951  */
952 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
953 {
954         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
955 }
956
957 static inline void kfree_hook(const void *x)
958 {
959         kmemleak_free(x);
960 }
961
962 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
963 {
964         flags &= gfp_allowed_mask;
965         lockdep_trace_alloc(flags);
966         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
967
968         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
969 }
970
971 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
972                                         gfp_t flags, void *object)
973 {
974         flags &= gfp_allowed_mask;
975         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
976         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
977 }
978
979 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
980 {
981         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
982
983         /*
984          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
985          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
986          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
987          */
988 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
989         {
990                 unsigned long flags;
991
992                 local_irq_save(flags);
993                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
994                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
995                 local_irq_restore(flags);
996         }
997 #endif
998         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
999                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1004  */
1005 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1006         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1007 {
1008         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1009                 return;
1010
1011         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1012         list_add(&page->lru, &n->full);
1013 }
1014
1015 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1016 {
1017         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1018                 return;
1019
1020         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1021         list_del(&page->lru);
1022 }
1023
1024 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1025 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1026 {
1027         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1028
1029         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1030 }
1031
1032 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1033 {
1034         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1035 }
1036
1037 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1038 {
1039         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1040
1041         /*
1042          * May be called early in order to allocate a slab for the
1043          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1044          * dilemma by deferring the increment of the count during
1045          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1046          */
1047         if (likely(n)) {
1048                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1049                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1050         }
1051 }
1052 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1053 {
1054         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1055
1056         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1057         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1058 }
1059
1060 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1061 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1062                                                                 void *object)
1063 {
1064         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1065                 return;
1066
1067         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1068         init_tracking(s, object);
1069 }
1070
1071 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1072                                         struct page *page,
1073                                         void *object, unsigned long addr)
1074 {
1075         if (!check_slab(s, page))
1076                 goto bad;
1077
1078         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1079                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1080                 goto bad;
1081         }
1082
1083         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1084                 goto bad;
1085
1086         /* Success perform special debug activities for allocs */
1087         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1088                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1089         trace(s, page, object, 1);
1090         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1091         return 1;
1092
1093 bad:
1094         if (PageSlab(page)) {
1095                 /*
1096                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1097                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1098                  * as used avoids touching the remaining objects.
1099                  */
1100                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1101                 page->inuse = page->objects;
1102                 page->freelist = NULL;
1103         }
1104         return 0;
1105 }
1106
1107 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1108         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1109         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1110 {
1111         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1112
1113         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1114         slab_lock(page);
1115
1116         if (!check_slab(s, page))
1117                 goto fail;
1118
1119         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1120                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1121                 goto fail;
1122         }
1123
1124         if (on_freelist(s, page, object)) {
1125                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1126                 goto fail;
1127         }
1128
1129         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1130                 goto out;
1131
1132         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1133                 if (!PageSlab(page)) {
1134                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1135                                 "outside of slab", object);
1136                 } else if (!page->slab_cache) {
1137                         printk(KERN_ERR
1138                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1139                                                 object);
1140                         dump_stack();
1141                 } else
1142                         object_err(s, page, object,
1143                                         "page slab pointer corrupt.");
1144                 goto fail;
1145         }
1146
1147         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1148                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1149         trace(s, page, object, 0);
1150         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1151 out:
1152         slab_unlock(page);
1153         /*
1154          * Keep node_lock to preserve integrity
1155          * until the object is actually freed
1156          */
1157         return n;
1158
1159 fail:
1160         slab_unlock(page);
1161         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1162         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1163         return NULL;
1164 }
1165
1166 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1167 {
1168         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1169         if (*str++ != '=' || !*str)
1170                 /*
1171                  * No options specified. Switch on full debugging.
1172                  */
1173                 goto out;
1174
1175         if (*str == ',')
1176                 /*
1177                  * No options but restriction on slabs. This means full
1178                  * debugging for slabs matching a pattern.
1179                  */
1180                 goto check_slabs;
1181
1182         if (tolower(*str) == 'o') {
1183                 /*
1184                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1185                  * would increase as a result.
1186                  */
1187                 disable_higher_order_debug = 1;
1188                 goto out;
1189         }
1190
1191         slub_debug = 0;
1192         if (*str == '-')
1193                 /*
1194                  * Switch off all debugging measures.
1195                  */
1196                 goto out;
1197
1198         /*
1199          * Determine which debug features should be switched on
1200          */
1201         for (; *str && *str != ','; str++) {
1202                 switch (tolower(*str)) {
1203                 case 'f':
1204                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1205                         break;
1206                 case 'z':
1207                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1208                         break;
1209                 case 'p':
1210                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1211                         break;
1212                 case 'u':
1213                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1214                         break;
1215                 case 't':
1216                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1217                         break;
1218                 case 'a':
1219                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1220                         break;
1221                 default:
1222                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1223                                 "unknown. skipped\n", *str);
1224                 }
1225         }
1226
1227 check_slabs:
1228         if (*str == ',')
1229                 slub_debug_slabs = str + 1;
1230 out:
1231         return 1;
1232 }
1233
1234 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1235
1236 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1237         unsigned long flags, const char *name,
1238         void (*ctor)(void *))
1239 {
1240         /*
1241          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1242          */
1243         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1244                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1245                 flags |= slub_debug;
1246
1247         return flags;
1248 }
1249 #else
1250 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1251                         struct page *page, void *object) {}
1252
1253 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1254         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1255
1256 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1257         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1258         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1259
1260 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1261                         { return 1; }
1262 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1263                         void *object, u8 val) { return 1; }
1264 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1265                                         struct page *page) {}
1266 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1267                                         struct page *page) {}
1268 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1269         unsigned long flags, const char *name,
1270         void (*ctor)(void *))
1271 {
1272         return flags;
1273 }
1274 #define slub_debug 0
1275
1276 #define disable_higher_order_debug 0
1277
1278 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1279                                                         { return 0; }
1280 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1281                                                         { return 0; }
1282 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1283                                                         int objects) {}
1284 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1285                                                         int objects) {}
1286
1287 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1288 {
1289         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1290 }
1291
1292 static inline void kfree_hook(const void *x)
1293 {
1294         kmemleak_free(x);
1295 }
1296
1297 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1298                                                         { return 0; }
1299
1300 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1301                 void *object)
1302 {
1303         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags,
1304                 flags & gfp_allowed_mask);
1305 }
1306
1307 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1308 {
1309         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1310 }
1311
1312 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1313
1314 /*
1315  * Slab allocation and freeing
1316  */
1317 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1318                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1319 {
1320         int order = oo_order(oo);
1321
1322         flags |= __GFP_NOTRACK;
1323
1324         if (node == NUMA_NO_NODE)
1325                 return alloc_pages(flags, order);
1326         else
1327                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1328 }
1329
1330 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1331 {
1332         struct page *page;
1333         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1334         gfp_t alloc_gfp;
1335
1336         flags &= gfp_allowed_mask;
1337
1338         if (flags & __GFP_WAIT)
1339                 local_irq_enable();
1340
1341         flags |= s->allocflags;
1342
1343         /*
1344          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1345          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1346          */
1347         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1348
1349         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1350         if (unlikely(!page)) {
1351                 oo = s->min;
1352                 alloc_gfp = flags;
1353                 /*
1354                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1355                  * Try a lower order alloc if possible
1356                  */
1357                 page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1358
1359                 if (page)
1360                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1361         }
1362
1363         if (kmemcheck_enabled && page
1364                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1365                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1366
1367                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1368
1369                 /*
1370                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1371                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1372                  */
1373                 if (s->ctor)
1374                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1375                 else
1376                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1377         }
1378
1379         if (flags & __GFP_WAIT)
1380                 local_irq_disable();
1381         if (!page)
1382                 return NULL;
1383
1384         page->objects = oo_objects(oo);
1385         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1386                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1387                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1388                 1 << oo_order(oo));
1389
1390         return page;
1391 }
1392
1393 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1394                                 void *object)
1395 {
1396         setup_object_debug(s, page, object);
1397         if (unlikely(s->ctor))
1398                 s->ctor(object);
1399 }
1400
1401 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1402 {
1403         struct page *page;
1404         void *start;
1405         void *last;
1406         void *p;
1407         int order;
1408
1409         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1410
1411         page = allocate_slab(s,
1412                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1413         if (!page)
1414                 goto out;
1415
1416         order = compound_order(page);
1417         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1418         memcg_bind_pages(s, order);
1419         page->slab_cache = s;
1420         __SetPageSlab(page);
1421         if (page->pfmemalloc)
1422                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1423
1424         start = page_address(page);
1425
1426         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1427                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1428
1429         last = start;
1430         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1431                 setup_object(s, page, last);
1432                 set_freepointer(s, last, p);
1433                 last = p;
1434         }
1435         setup_object(s, page, last);
1436         set_freepointer(s, last, NULL);
1437
1438         page->freelist = start;
1439         page->inuse = page->objects;
1440         page->frozen = 1;
1441 out:
1442         return page;
1443 }
1444
1445 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1446 {
1447         int order = compound_order(page);
1448         int pages = 1 << order;
1449
1450         if (kmem_cache_debug(s)) {
1451                 void *p;
1452
1453                 slab_pad_check(s, page);
1454                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1455                                                 page->objects)
1456                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1457         }
1458
1459         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1460
1461         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1462                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1463                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1464                 -pages);
1465
1466         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1467         __ClearPageSlab(page);
1468
1469         memcg_release_pages(s, order);
1470         page_mapcount_reset(page);
1471         if (current->reclaim_state)
1472                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1473         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1474 }
1475
1476 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1477         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1478
1479 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1480 {
1481         struct page *page;
1482
1483         if (need_reserve_slab_rcu)
1484                 page = virt_to_head_page(h);
1485         else
1486                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1487
1488         __free_slab(page->slab_cache, page);
1489 }
1490
1491 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1492 {
1493         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1494                 struct rcu_head *head;
1495
1496                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1497                         int order = compound_order(page);
1498                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1499
1500                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1501                         head = page_address(page) + offset;
1502                 } else {
1503                         /*
1504                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1505                          */
1506                         head = (void *)&page->lru;
1507                 }
1508
1509                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1510         } else
1511                 __free_slab(s, page);
1512 }
1513
1514 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1515 {
1516         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1517         free_slab(s, page);
1518 }
1519
1520 /*
1521  * Management of partially allocated slabs.
1522  */
1523 static inline void
1524 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1525 {
1526         n->nr_partial++;
1527         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1528                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1529         else
1530                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1531 }
1532
1533 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1534                                 struct page *page, int tail)
1535 {
1536         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1537         __add_partial(n, page, tail);
1538 }
1539
1540 static inline void
1541 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1542 {
1543         list_del(&page->lru);
1544         n->nr_partial--;
1545 }
1546
1547 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1548                                         struct page *page)
1549 {
1550         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1551         __remove_partial(n, page);
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1556  * return the pointer to the freelist.
1557  *
1558  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1559  */
1560 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1561                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1562                 int mode, int *objects)
1563 {
1564         void *freelist;
1565         unsigned long counters;
1566         struct page new;
1567
1568         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1569
1570         /*
1571          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1572          * The old freelist is the list of objects for the
1573          * per cpu allocation list.
1574          */
1575         freelist = page->freelist;
1576         counters = page->counters;
1577         new.counters = counters;
1578         *objects = new.objects - new.inuse;
1579         if (mode) {
1580                 new.inuse = page->objects;
1581                 new.freelist = NULL;
1582         } else {
1583                 new.freelist = freelist;
1584         }
1585
1586         VM_BUG_ON(new.frozen);
1587         new.frozen = 1;
1588
1589         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1590                         freelist, counters,
1591                         new.freelist, new.counters,
1592                         "acquire_slab"))
1593                 return NULL;
1594
1595         remove_partial(n, page);
1596         WARN_ON(!freelist);
1597         return freelist;
1598 }
1599
1600 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1601 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1602
1603 /*
1604  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1605  */
1606 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1607                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1608 {
1609         struct page *page, *page2;
1610         void *object = NULL;
1611         int available = 0;
1612         int objects;
1613
1614         /*
1615          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1616          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1617          * partial slab and there is none available then get_partials()
1618          * will return NULL.
1619          */
1620         if (!n || !n->nr_partial)
1621                 return NULL;
1622
1623         spin_lock(&n->list_lock);
1624         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1625                 void *t;
1626
1627                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1628                         continue;
1629
1630                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1631                 if (!t)
1632                         break;
1633
1634                 available += objects;
1635                 if (!object) {
1636                         c->page = page;
1637                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1638                         object = t;
1639                 } else {
1640                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1641                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1642                 }
1643                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1644                         || available > s->cpu_partial / 2)
1645                         break;
1646
1647         }
1648         spin_unlock(&n->list_lock);
1649         return object;
1650 }
1651
1652 /*
1653  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1654  */
1655 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1656                 struct kmem_cache_cpu *c)
1657 {
1658 #ifdef CONFIG_NUMA
1659         struct zonelist *zonelist;
1660         struct zoneref *z;
1661         struct zone *zone;
1662         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1663         void *object;
1664         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1665
1666         /*
1667          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1668          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1669          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1670          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1671          *
1672          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1673          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1674          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1675          * from other nodes and filled up.
1676          *
1677          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1678          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1679          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1680          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1681          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1682          * with available objects.
1683          */
1684         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1685                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1686                 return NULL;
1687
1688         do {
1689                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1690                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1691                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1692                         struct kmem_cache_node *n;
1693
1694                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1695
1696                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1697                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1698                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1699                                 if (object) {
1700                                         /*
1701                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1702                                          * here - if mems_allowed was updated in
1703                                          * parallel, that was a harmless race
1704                                          * between allocation and the cpuset
1705                                          * update
1706                                          */
1707                                         return object;
1708                                 }
1709                         }
1710                 }
1711         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1712 #endif
1713         return NULL;
1714 }
1715
1716 /*
1717  * Get a partial page, lock it and return it.
1718  */
1719 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1720                 struct kmem_cache_cpu *c)
1721 {
1722         void *object;
1723         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1724
1725         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1726         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1727                 return object;
1728
1729         return get_any_partial(s, flags, c);
1730 }
1731
1732 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1733 /*
1734  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1735  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1736  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1737  */
1738 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1739 #else
1740 /*
1741  * No preemption supported therefore also no need to check for
1742  * different cpus.
1743  */
1744 #define TID_STEP 1
1745 #endif
1746
1747 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1748 {
1749         return tid + TID_STEP;
1750 }
1751
1752 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1753 {
1754         return tid % TID_STEP;
1755 }
1756
1757 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1758 {
1759         return tid / TID_STEP;
1760 }
1761
1762 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1763 {
1764         return cpu;
1765 }
1766
1767 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1768                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1769 {
1770 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1771         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1772
1773         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1774
1775 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1776         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1777                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1778                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1779         else
1780 #endif
1781         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1782                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1783                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1784         else
1785                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1786                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1787 #endif
1788         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1789 }
1790
1791 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1792 {
1793         int cpu;
1794
1795         for_each_possible_cpu(cpu)
1796                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Remove the cpu slab
1801  */
1802 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1803                                 void *freelist)
1804 {
1805         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1806         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1807         int lock = 0;
1808         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1809         void *nextfree;
1810         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1811         struct page new;
1812         struct page old;
1813
1814         if (page->freelist) {
1815                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1816                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1817         }
1818
1819         /*
1820          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1821          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1822          * last one.
1823          *
1824          * There is no need to take the list->lock because the page
1825          * is still frozen.
1826          */
1827         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1828                 void *prior;
1829                 unsigned long counters;
1830
1831                 do {
1832                         prior = page->freelist;
1833                         counters = page->counters;
1834                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1835                         new.counters = counters;
1836                         new.inuse--;
1837                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1838
1839                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1840                         prior, counters,
1841                         freelist, new.counters,
1842                         "drain percpu freelist"));
1843
1844                 freelist = nextfree;
1845         }
1846
1847         /*
1848          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1849          * list presence reflects the actual number of objects
1850          * during unfreeze.
1851          *
1852          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1853          * with the count. If there is a mismatch then the page
1854          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1855          *
1856          * Then we restart the process which may have to remove
1857          * the page from the list that we just put it on again
1858          * because the number of objects in the slab may have
1859          * changed.
1860          */
1861 redo:
1862
1863         old.freelist = page->freelist;
1864         old.counters = page->counters;
1865         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1866
1867         /* Determine target state of the slab */
1868         new.counters = old.counters;
1869         if (freelist) {
1870                 new.inuse--;
1871                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1872                 new.freelist = freelist;
1873         } else
1874                 new.freelist = old.freelist;
1875
1876         new.frozen = 0;
1877
1878         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1879                 m = M_FREE;
1880         else if (new.freelist) {
1881                 m = M_PARTIAL;
1882                 if (!lock) {
1883                         lock = 1;
1884                         /*
1885                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1886                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1887                          * is frozen
1888                          */
1889                         spin_lock(&n->list_lock);
1890                 }
1891         } else {
1892                 m = M_FULL;
1893                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1894                         lock = 1;
1895                         /*
1896                          * This also ensures that the scanning of full
1897                          * slabs from diagnostic functions will not see
1898                          * any frozen slabs.
1899                          */
1900                         spin_lock(&n->list_lock);
1901                 }
1902         }
1903
1904         if (l != m) {
1905
1906                 if (l == M_PARTIAL)
1907
1908                         remove_partial(n, page);
1909
1910                 else if (l == M_FULL)
1911
1912                         remove_full(s, n, page);
1913
1914                 if (m == M_PARTIAL) {
1915
1916                         add_partial(n, page, tail);
1917                         stat(s, tail);
1918
1919                 } else if (m == M_FULL) {
1920
1921                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1922                         add_full(s, n, page);
1923
1924                 }
1925         }
1926
1927         l = m;
1928         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1929                                 old.freelist, old.counters,
1930                                 new.freelist, new.counters,
1931                                 "unfreezing slab"))
1932                 goto redo;
1933
1934         if (lock)
1935                 spin_unlock(&n->list_lock);
1936
1937         if (m == M_FREE) {
1938                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1939                 discard_slab(s, page);
1940                 stat(s, FREE_SLAB);
1941         }
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1946  *
1947  * This function must be called with interrupts disabled
1948  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1949  * to guarantee no concurrent accesses).
1950  */
1951 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1952                 struct kmem_cache_cpu *c)
1953 {
1954 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1955         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1956         struct page *page, *discard_page = NULL;
1957
1958         while ((page = c->partial)) {
1959                 struct page new;
1960                 struct page old;
1961
1962                 c->partial = page->next;
1963
1964                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1965                 if (n != n2) {
1966                         if (n)
1967                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1968
1969                         n = n2;
1970                         spin_lock(&n->list_lock);
1971                 }
1972
1973                 do {
1974
1975                         old.freelist = page->freelist;
1976                         old.counters = page->counters;
1977                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1978
1979                         new.counters = old.counters;
1980                         new.freelist = old.freelist;
1981
1982                         new.frozen = 0;
1983
1984                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1985                                 old.freelist, old.counters,
1986                                 new.freelist, new.counters,
1987                                 "unfreezing slab"));
1988
1989                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1990                         page->next = discard_page;
1991                         discard_page = page;
1992                 } else {
1993                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1994                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1995                 }
1996         }
1997
1998         if (n)
1999                 spin_unlock(&n->list_lock);
2000
2001         while (discard_page) {
2002                 page = discard_page;
2003                 discard_page = discard_page->next;
2004
2005                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2006                 discard_slab(s, page);
2007                 stat(s, FREE_SLAB);
2008         }
2009 #endif
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2014  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2015  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2016  * onto a random cpus partial slot.
2017  *
2018  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2019  * per node partial list.
2020  */
2021 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2022 {
2023 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2024         struct page *oldpage;
2025         int pages;
2026         int pobjects;
2027
2028         do {
2029                 pages = 0;
2030                 pobjects = 0;
2031                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2032
2033                 if (oldpage) {
2034                         pobjects = oldpage->pobjects;
2035                         pages = oldpage->pages;
2036                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2037                                 unsigned long flags;
2038                                 /*
2039                                  * partial array is full. Move the existing
2040                                  * set to the per node partial list.
2041                                  */
2042                                 local_irq_save(flags);
2043                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2044                                 local_irq_restore(flags);
2045                                 oldpage = NULL;
2046                                 pobjects = 0;
2047                                 pages = 0;
2048                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2049                         }
2050                 }
2051
2052                 pages++;
2053                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2054
2055                 page->pages = pages;
2056                 page->pobjects = pobjects;
2057                 page->next = oldpage;
2058
2059         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2060                                                                 != oldpage);
2061 #endif
2062 }
2063
2064 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2065 {
2066         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2067         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2068
2069         c->tid = next_tid(c->tid);
2070         c->page = NULL;
2071         c->freelist = NULL;
2072 }
2073
2074 /*
2075  * Flush cpu slab.
2076  *
2077  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2078  */
2079 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2080 {
2081         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2082
2083         if (likely(c)) {
2084                 if (c->page)
2085                         flush_slab(s, c);
2086
2087                 unfreeze_partials(s, c);
2088         }
2089 }
2090
2091 static void flush_cpu_slab(void *d)
2092 {
2093         struct kmem_cache *s = d;
2094
2095         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2096 }
2097
2098 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2099 {
2100         struct kmem_cache *s = info;
2101         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2102
2103         return c->page || c->partial;
2104 }
2105
2106 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2107 {
2108         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2113  * locality expectations.
2114  */
2115 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2116 {
2117 #ifdef CONFIG_NUMA
2118         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2119                 return 0;
2120 #endif
2121         return 1;
2122 }
2123
2124 static int count_free(struct page *page)
2125 {
2126         return page->objects - page->inuse;
2127 }
2128
2129 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2130                                         int (*get_count)(struct page *))
2131 {
2132         unsigned long flags;
2133         unsigned long x = 0;
2134         struct page *page;
2135
2136         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2137         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2138                 x += get_count(page);
2139         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2140         return x;
2141 }
2142
2143 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2144 {
2145 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2146         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2147 #else
2148         return 0;
2149 #endif
2150 }
2151
2152 static noinline void
2153 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2154 {
2155         int node;
2156
2157         printk(KERN_WARNING
2158                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2159                 nid, gfpflags);
2160         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2161                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2162                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2163
2164         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2165                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2166                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2167
2168         for_each_online_node(node) {
2169                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2170                 unsigned long nr_slabs;
2171                 unsigned long nr_objs;
2172                 unsigned long nr_free;
2173
2174                 if (!n)
2175                         continue;
2176
2177                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2178                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2179                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2180
2181                 printk(KERN_WARNING
2182                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2183                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2184         }
2185 }
2186
2187 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2188                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2189 {
2190         void *freelist;
2191         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2192         struct page *page;
2193
2194         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2195
2196         if (freelist)
2197                 return freelist;
2198
2199         page = new_slab(s, flags, node);
2200         if (page) {
2201                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2202                 if (c->page)
2203                         flush_slab(s, c);
2204
2205                 /*
2206                  * No other reference to the page yet so we can
2207                  * muck around with it freely without cmpxchg
2208                  */
2209                 freelist = page->freelist;
2210                 page->freelist = NULL;
2211
2212                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2213                 c->page = page;
2214                 *pc = c;
2215         } else
2216                 freelist = NULL;
2217
2218         return freelist;
2219 }
2220
2221 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2222 {
2223         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2224                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2225
2226         return true;
2227 }
2228
2229 /*
2230  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2231  * per cpu freelist or deactivate the page.
2232  *
2233  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2234  *
2235  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2236  *
2237  * This function must be called with interrupt disabled.
2238  */
2239 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2240 {
2241         struct page new;
2242         unsigned long counters;
2243         void *freelist;
2244
2245         do {
2246                 freelist = page->freelist;
2247                 counters = page->counters;
2248
2249                 new.counters = counters;
2250                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2251
2252                 new.inuse = page->objects;
2253                 new.frozen = freelist != NULL;
2254
2255         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2256                 freelist, counters,
2257                 NULL, new.counters,
2258                 "get_freelist"));
2259
2260         return freelist;
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2265  * debugging duties.
2266  *
2267  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2268  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2269  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2270  *
2271  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2272  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2273  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2274  *
2275  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2276  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2277  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2278  */
2279 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2280                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2281 {
2282         void *freelist;
2283         struct page *page;
2284         unsigned long flags;
2285
2286         local_irq_save(flags);
2287 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2288         /*
2289          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2290          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2291          * pointer.
2292          */
2293         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2294 #endif
2295
2296         page = c->page;
2297         if (!page)
2298                 goto new_slab;
2299 redo:
2300
2301         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2302                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2303                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2304                 c->page = NULL;
2305                 c->freelist = NULL;
2306                 goto new_slab;
2307         }
2308
2309         /*
2310          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2311          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2312          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2313          */
2314         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2315                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2316                 c->page = NULL;
2317                 c->freelist = NULL;
2318                 goto new_slab;
2319         }
2320
2321         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2322         freelist = c->freelist;
2323         if (freelist)
2324                 goto load_freelist;
2325
2326         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2327
2328         freelist = get_freelist(s, page);
2329
2330         if (!freelist) {
2331                 c->page = NULL;
2332                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2333                 goto new_slab;
2334         }
2335
2336         stat(s, ALLOC_REFILL);
2337
2338 load_freelist:
2339         /*
2340          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2341          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2342          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2343          */
2344         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2345         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2346         c->tid = next_tid(c->tid);
2347         local_irq_restore(flags);
2348         return freelist;
2349
2350 new_slab:
2351
2352         if (c->partial) {
2353                 page = c->page = c->partial;
2354                 c->partial = page->next;
2355                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2356                 c->freelist = NULL;
2357                 goto redo;
2358         }
2359
2360         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2361
2362         if (unlikely(!freelist)) {
2363                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2364                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2365
2366                 local_irq_restore(flags);
2367                 return NULL;
2368         }
2369
2370         page = c->page;
2371         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2372                 goto load_freelist;
2373
2374         /* Only entered in the debug case */
2375         if (kmem_cache_debug(s) &&
2376                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2377                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2378
2379         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2380         c->page = NULL;
2381         c->freelist = NULL;
2382         local_irq_restore(flags);
2383         return freelist;
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2388  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2389  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2390  *
2391  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2392  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2393  *
2394  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2395  */
2396 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2397                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2398 {
2399         void **object;
2400         struct kmem_cache_cpu *c;
2401         struct page *page;
2402         unsigned long tid;
2403
2404         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2405                 return NULL;
2406
2407         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2408 redo:
2409         /*
2410          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2411          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2412          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2413          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2414          *
2415          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2416          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2417          * on a different processor between the determination of the pointer
2418          * and the retrieval of the tid.
2419          */
2420         preempt_disable();
2421         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2422
2423         /*
2424          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2425          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2426          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2427          * linked list in between.
2428          */
2429         tid = c->tid;
2430         preempt_enable();
2431
2432         object = c->freelist;
2433         page = c->page;
2434         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2435                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2436
2437         else {
2438                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2439
2440                 /*
2441                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2442                  * operation and if we are on the right processor.
2443                  *
2444                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2445                  * semantics!)
2446                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2447                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2448                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2449                  *
2450                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2451                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2452                  * other cpus.
2453                  */
2454                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2455                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2456                                 object, tid,
2457                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2458
2459                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2460                         goto redo;
2461                 }
2462                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2463                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2464         }
2465
2466         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2467                 memset(object, 0, s->object_size);
2468
2469         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2470
2471         return object;
2472 }
2473
2474 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2475                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2476 {
2477         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2478 }
2479
2480 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2481 {
2482         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2483
2484         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2485                                 s->size, gfpflags);
2486
2487         return ret;
2488 }
2489 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2490
2491 #ifdef CONFIG_TRACING
2492 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2493 {
2494         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2495         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2496         return ret;
2497 }
2498 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2499 #endif
2500
2501 #ifdef CONFIG_NUMA
2502 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2503 {
2504         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2505
2506         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2507                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2508
2509         return ret;
2510 }
2511 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2512
2513 #ifdef CONFIG_TRACING
2514 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2515                                     gfp_t gfpflags,
2516                                     int node, size_t size)
2517 {
2518         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2519
2520         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2521                            size, s->size, gfpflags, node);
2522         return ret;
2523 }
2524 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2525 #endif
2526 #endif
2527
2528 /*
2529  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2530  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2531  *
2532  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2533  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2534  * handling required then we can return immediately.
2535  */
2536 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2537                         void *x, unsigned long addr)
2538 {
2539         void *prior;
2540         void **object = (void *)x;
2541         int was_frozen;
2542         struct page new;
2543         unsigned long counters;
2544         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2545         unsigned long uninitialized_var(flags);
2546
2547         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2548
2549         if (kmem_cache_debug(s) &&
2550                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2551                 return;
2552
2553         do {
2554                 if (unlikely(n)) {
2555                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2556                         n = NULL;
2557                 }
2558                 prior = page->freelist;
2559                 counters = page->counters;
2560                 set_freepointer(s, object, prior);
2561                 new.counters = counters;
2562                 was_frozen = new.frozen;
2563                 new.inuse--;
2564                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2565
2566                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2567
2568                                 /*
2569                                  * Slab was on no list before and will be
2570                                  * partially empty
2571                                  * We can defer the list move and instead
2572                                  * freeze it.
2573                                  */
2574                                 new.frozen = 1;
2575
2576                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2577
2578                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2579                                 /*
2580                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2581                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2582                                  * drop the list_lock without any processing.
2583                                  *
2584                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2585                                  * other processors updating the list of slabs.
2586                                  */
2587                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2588
2589                         }
2590                 }
2591
2592         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2593                 prior, counters,
2594                 object, new.counters,
2595                 "__slab_free"));
2596
2597         if (likely(!n)) {
2598
2599                 /*
2600                  * If we just froze the page then put it onto the
2601                  * per cpu partial list.
2602                  */
2603                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2604                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2605                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2606                 }
2607                 /*
2608                  * The list lock was not taken therefore no list
2609                  * activity can be necessary.
2610                  */
2611                 if (was_frozen)
2612                         stat(s, FREE_FROZEN);
2613                 return;
2614         }
2615
2616         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2617                 goto slab_empty;
2618
2619         /*
2620          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2621          * then add it.
2622          */
2623         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2624                 if (kmem_cache_debug(s))
2625                         remove_full(s, n, page);
2626                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2627                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2628         }
2629         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2630         return;
2631
2632 slab_empty:
2633         if (prior) {
2634                 /*
2635                  * Slab on the partial list.
2636                  */
2637                 remove_partial(n, page);
2638                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2639         } else {
2640                 /* Slab must be on the full list */
2641                 remove_full(s, n, page);
2642         }
2643
2644         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2645         stat(s, FREE_SLAB);
2646         discard_slab(s, page);
2647 }
2648
2649 /*
2650  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2651  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2652  *
2653  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2654  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2655  * the item before.
2656  *
2657  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2658  * with all sorts of special processing.
2659  */
2660 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2661                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2662 {
2663         void **object = (void *)x;
2664         struct kmem_cache_cpu *c;
2665         unsigned long tid;
2666
2667         slab_free_hook(s, x);
2668
2669 redo:
2670         /*
2671          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2672          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2673          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2674          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2675          */
2676         preempt_disable();
2677         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2678
2679         tid = c->tid;
2680         preempt_enable();
2681
2682         if (likely(page == c->page)) {
2683                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2684
2685                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2686                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2687                                 c->freelist, tid,
2688                                 object, next_tid(tid)))) {
2689
2690                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2691                         goto redo;
2692                 }
2693                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2694         } else
2695                 __slab_free(s, page, x, addr);
2696
2697 }
2698
2699 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2700 {
2701         s = cache_from_obj(s, x);
2702         if (!s)
2703                 return;
2704         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2705         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2706 }
2707 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2708
2709 /*
2710  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2711  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2712  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2713  * another.
2714  *
2715  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2716  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2717  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2718  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2719  * locking overhead.
2720  */
2721
2722 /*
2723  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2724  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2725  * and increases the number of allocations possible without having to
2726  * take the list_lock.
2727  */
2728 static int slub_min_order;
2729 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2730 static int slub_min_objects;
2731
2732 /*
2733  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2734  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2735  */
2736 static int slub_nomerge;
2737
2738 /*
2739  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2740  *
2741  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2742  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2743  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2744  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2745  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2746  * would be wasted.
2747  *
2748  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2749  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2750  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2751  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2752  *
2753  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2754  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2755  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2756  * of space in favor of a small page order.
2757  *
2758  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2759  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2760  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2761  * the smallest order which will fit the object.
2762  */
2763 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2764                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2765 {
2766         int order;
2767         int rem;
2768         int min_order = slub_min_order;
2769
2770         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2771                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2772
2773         for (order = max(min_order,
2774                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2775                         order <= max_order; order++) {
2776
2777                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2778
2779                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2780                         continue;
2781
2782                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2783
2784                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2785                         break;
2786
2787         }
2788
2789         return order;
2790 }
2791
2792 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2793 {
2794         int order;
2795         int min_objects;
2796         int fraction;
2797         int max_objects;
2798
2799         /*
2800          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2801          * works by first attempting to generate a layout with
2802          * the best configuration and backing off gradually.
2803          *
2804          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2805          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2806          */
2807         min_objects = slub_min_objects;
2808         if (!min_objects)
2809                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2810         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2811         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2812
2813         while (min_objects > 1) {
2814                 fraction = 16;
2815                 while (fraction >= 4) {
2816                         order = slab_order(size, min_objects,
2817                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2818                         if (order <= slub_max_order)
2819                                 return order;
2820                         fraction /= 2;
2821                 }
2822                 min_objects--;
2823         }
2824
2825         /*
2826          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2827          * lets see if we can place a single object there.
2828          */
2829         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2830         if (order <= slub_max_order)
2831                 return order;
2832
2833         /*
2834          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2835          */
2836         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2837         if (order < MAX_ORDER)
2838                 return order;
2839         return -ENOSYS;
2840 }
2841
2842 static void
2843 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2844 {
2845         n->nr_partial = 0;
2846         spin_lock_init(&n->list_lock);
2847         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2848 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2849         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2850         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2851         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2852 #endif
2853 }
2854
2855 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2856 {
2857         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2858                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2859
2860         /*
2861          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2862          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2863          */
2864         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2865                                      2 * sizeof(void *));
2866
2867         if (!s->cpu_slab)
2868                 return 0;
2869
2870         init_kmem_cache_cpus(s);
2871
2872         return 1;
2873 }
2874
2875 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2876
2877 /*
2878  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2879  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2880  * possible.
2881  *
2882  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2883  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2884  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2885  */
2886 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2887 {
2888         struct page *page;
2889         struct kmem_cache_node *n;
2890
2891         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2892
2893         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2894
2895         BUG_ON(!page);
2896         if (page_to_nid(page) != node) {
2897                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2898                                 "node %d\n", node);
2899                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2900                                 "in order to be able to continue\n");
2901         }
2902
2903         n = page->freelist;
2904         BUG_ON(!n);
2905         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2906         page->inuse = 1;
2907         page->frozen = 0;
2908         kmem_cache_node->node[node] = n;
2909 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2910         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2911         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2912 #endif
2913         init_kmem_cache_node(n);
2914         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2915
2916         /*
2917          * No locks need to be taken here as it has just been
2918          * initialized and there is no concurrent access.
2919          */
2920         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2921 }
2922
2923 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2924 {
2925         int node;
2926
2927         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2928                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2929
2930                 if (n)
2931                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2932
2933                 s->node[node] = NULL;
2934         }
2935 }
2936
2937 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2938 {
2939         int node;
2940
2941         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2942                 struct kmem_cache_node *n;
2943
2944                 if (slab_state == DOWN) {
2945                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2946                         continue;
2947                 }
2948                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2949                                                 GFP_KERNEL, node);
2950
2951                 if (!n) {
2952                         free_kmem_cache_nodes(s);
2953                         return 0;
2954                 }
2955
2956                 s->node[node] = n;
2957                 init_kmem_cache_node(n);
2958         }
2959         return 1;
2960 }
2961
2962 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2963 {
2964         if (min < MIN_PARTIAL)
2965                 min = MIN_PARTIAL;
2966         else if (min > MAX_PARTIAL)
2967                 min = MAX_PARTIAL;
2968         s->min_partial = min;
2969 }
2970
2971 /*
2972  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2973  * a slab object.
2974  */
2975 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2976 {
2977         unsigned long flags = s->flags;
2978         unsigned long size = s->object_size;
2979         int order;
2980
2981         /*
2982          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2983          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2984          * the possible location of the free pointer.
2985          */
2986         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2987
2988 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2989         /*
2990          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2991          * the slab may touch the object after free or before allocation
2992          * then we should never poison the object itself.
2993          */
2994         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2995                         !s->ctor)
2996                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2997         else
2998                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2999
3000
3001         /*
3002          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3003          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3004          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3005          */
3006         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3007                 size += sizeof(void *);
3008 #endif
3009
3010         /*
3011          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3012          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3013          */
3014         s->inuse = size;
3015
3016         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3017                 s->ctor)) {
3018                 /*
3019                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3020                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3021                  * kmem_cache_free.
3022                  *
3023                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3024                  * destructor or are poisoning the objects.
3025                  */
3026                 s->offset = size;
3027                 size += sizeof(void *);
3028         }
3029
3030 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3031         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3032                 /*
3033                  * Need to store information about allocs and frees after
3034                  * the object.
3035                  */
3036                 size += 2 * sizeof(struct track);
3037
3038         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3039                 /*
3040                  * Add some empty padding so that we can catch
3041                  * overwrites from earlier objects rather than let
3042                  * tracking information or the free pointer be
3043                  * corrupted if a user writes before the start
3044                  * of the object.
3045                  */
3046                 size += sizeof(void *);
3047 #endif
3048
3049         /*
3050          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3051          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3052          * each object to conform to the alignment.
3053          */
3054         size = ALIGN(size, s->align);
3055         s->size = size;
3056         if (forced_order >= 0)
3057                 order = forced_order;
3058         else
3059                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3060
3061         if (order < 0)
3062                 return 0;
3063
3064         s->allocflags = 0;
3065         if (order)
3066                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3067
3068         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3069                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3070
3071         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3072                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3073
3074         /*
3075          * Determine the number of objects per slab
3076          */
3077         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3078         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3079         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3080                 s->max = s->oo;
3081
3082         return !!oo_objects(s->oo);
3083 }
3084
3085 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3086 {
3087         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3088         s->reserved = 0;
3089
3090         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3091                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3092
3093         if (!calculate_sizes(s, -1))
3094                 goto error;
3095         if (disable_higher_order_debug) {
3096                 /*
3097                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3098                  * order increased.
3099                  */
3100                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3101                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3102                         s->offset = 0;
3103                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3104                                 goto error;
3105                 }
3106         }
3107
3108 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3109     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3110         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3111                 /* Enable fast mode */
3112                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3113 #endif
3114
3115         /*
3116          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3117          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3118          */
3119         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3120
3121         /*
3122          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3123          * per cpu partial lists of a processor.
3124          *
3125          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3126          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3127          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3128          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3129          *
3130          * This setting also determines
3131          *
3132          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3133          *    per node list when we reach the limit.
3134          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3135          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3136          *    50% to keep some capacity around for frees.
3137          */
3138         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3139                 s->cpu_partial = 0;
3140         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3141                 s->cpu_partial = 2;
3142         else if (s->size >= 1024)
3143                 s->cpu_partial = 6;
3144         else if (s->size >= 256)
3145                 s->cpu_partial = 13;
3146         else
3147                 s->cpu_partial = 30;
3148
3149 #ifdef CONFIG_NUMA
3150         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3151 #endif
3152         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3153                 goto error;
3154
3155         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3156                 return 0;
3157
3158         free_kmem_cache_nodes(s);
3159 error:
3160         if (flags & SLAB_PANIC)
3161                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3162                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3163                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3164                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3165         return -EINVAL;
3166 }
3167
3168 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3169                                                         const char *text)
3170 {
3171 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3172         void *addr = page_address(page);
3173         void *p;
3174         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3175                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3176         if (!map)
3177                 return;
3178         slab_err(s, page, text, s->name);
3179         slab_lock(page);
3180
3181         get_map(s, page, map);
3182         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3183
3184                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3185                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3186                                                         p, p - addr);
3187                         print_tracking(s, p);
3188                 }
3189         }
3190         slab_unlock(page);
3191         kfree(map);
3192 #endif
3193 }
3194
3195 /*
3196  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3197  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3198  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3199  */
3200 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3201 {
3202         struct page *page, *h;
3203
3204         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3205                 if (!page->inuse) {
3206                         __remove_partial(n, page);
3207                         discard_slab(s, page);
3208                 } else {
3209                         list_slab_objects(s, page,
3210                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3211                 }
3212         }
3213 }
3214
3215 /*
3216  * Release all resources used by a slab cache.
3217  */
3218 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3219 {
3220         int node;
3221
3222         flush_all(s);
3223         /* Attempt to free all objects */
3224         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3225                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3226
3227                 free_partial(s, n);
3228                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3229                         return 1;
3230         }
3231         free_percpu(s->cpu_slab);
3232         free_kmem_cache_nodes(s);
3233         return 0;
3234 }
3235
3236 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3237 {
3238         return kmem_cache_close(s);
3239 }
3240
3241 /********************************************************************
3242  *              Kmalloc subsystem
3243  *******************************************************************/
3244
3245 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3246 {
3247         get_option(&str, &slub_min_order);
3248
3249         return 1;
3250 }
3251
3252 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3253
3254 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3255 {
3256         get_option(&str, &slub_max_order);
3257         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3258
3259         return 1;
3260 }
3261
3262 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3263
3264 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3265 {
3266         get_option(&str, &slub_min_objects);
3267
3268         return 1;
3269 }
3270
3271 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3272
3273 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3274 {
3275         slub_nomerge = 1;
3276         return 1;
3277 }
3278
3279 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3280
3281 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3282 {
3283         struct kmem_cache *s;
3284         void *ret;
3285
3286         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3287                 return kmalloc_large(size, flags);
3288
3289         s = kmalloc_slab(size, flags);
3290
3291         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3292                 return s;
3293
3294         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3295
3296         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3297
3298         return ret;
3299 }
3300 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3301
3302 #ifdef CONFIG_NUMA
3303 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3304 {
3305         struct page *page;
3306         void *ptr = NULL;
3307
3308         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3309         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3310         if (page)
3311                 ptr = page_address(page);
3312
3313         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3314         return ptr;
3315 }
3316
3317 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3318 {
3319         struct kmem_cache *s;
3320         void *ret;
3321
3322         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3323                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3324
3325                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3326                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3327                                    flags, node);
3328
3329                 return ret;
3330         }
3331
3332         s = kmalloc_slab(size, flags);
3333
3334         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3335                 return s;
3336
3337         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3338
3339         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3340
3341         return ret;
3342 }
3343 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3344 #endif
3345
3346 size_t ksize(const void *object)
3347 {
3348         struct page *page;
3349
3350         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3351                 return 0;
3352
3353         page = virt_to_head_page(object);
3354
3355         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3356                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3357                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3358         }
3359
3360         return slab_ksize(page->slab_cache);
3361 }
3362 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3363
3364 void kfree(const void *x)
3365 {
3366         struct page *page;
3367         void *object = (void *)x;
3368
3369         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3370
3371         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3372                 return;
3373
3374         page = virt_to_head_page(x);
3375         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3376                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3377                 kfree_hook(x);
3378                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3379                 return;
3380         }
3381         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3382 }
3383 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3384
3385 /*
3386  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3387  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3388  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3389  * and thus they can be removed from the partial lists.
3390  *
3391  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3392  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3393  * are freed in them.
3394  */
3395 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3396 {
3397         int node;
3398         int i;
3399         struct kmem_cache_node *n;
3400         struct page *page;
3401         struct page *t;
3402         int objects = oo_objects(s->max);
3403         struct list_head *slabs_by_inuse =
3404                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3405         unsigned long flags;
3406
3407         if (!slabs_by_inuse)
3408                 return -ENOMEM;
3409
3410         flush_all(s);
3411         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3412                 n = get_node(s, node);
3413
3414                 if (!n->nr_partial)
3415                         continue;
3416
3417                 for (i = 0; i < objects; i++)
3418                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3419
3420                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3421
3422                 /*
3423                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3424                  *
3425                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3426                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3427                  */
3428                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3429                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3430                         if (!page->inuse)
3431                                 n->nr_partial--;
3432                 }
3433
3434                 /*
3435                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3436                  * first and the least used slabs at the end.
3437                  */
3438                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3439                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3440
3441                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3442
3443                 /* Release empty slabs */
3444                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3445                         discard_slab(s, page);
3446         }
3447
3448         kfree(slabs_by_inuse);
3449         return 0;
3450 }
3451 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3452
3453 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3454 {
3455         struct kmem_cache *s;
3456
3457         mutex_lock(&slab_mutex);
3458         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3459                 kmem_cache_shrink(s);
3460         mutex_unlock(&slab_mutex);
3461
3462         return 0;
3463 }
3464
3465 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3466 {
3467         struct kmem_cache_node *n;
3468         struct kmem_cache *s;
3469         struct memory_notify *marg = arg;
3470         int offline_node;
3471
3472         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3473
3474         /*
3475          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3476          * for it yet.
3477          */
3478         if (offline_node < 0)
3479                 return;
3480
3481         mutex_lock(&slab_mutex);
3482         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3483                 n = get_node(s, offline_node);
3484                 if (n) {
3485                         /*
3486                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3487                          * that is going down. We were unable to free them,
3488                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3489                          * callback. So, we must fail.
3490                          */
3491                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3492
3493                         s->node[offline_node] = NULL;
3494                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3495                 }
3496         }
3497         mutex_unlock(&slab_mutex);
3498 }
3499
3500 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3501 {
3502         struct kmem_cache_node *n;
3503         struct kmem_cache *s;
3504         struct memory_notify *marg = arg;
3505         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3506         int ret = 0;
3507
3508         /*
3509          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3510          * already created. Nothing to do.
3511          */
3512         if (nid < 0)
3513                 return 0;
3514
3515         /*
3516          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3517          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3518          * online.
3519          */
3520         mutex_lock(&slab_mutex);
3521         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3522                 /*
3523                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3524                  *      since memory is not yet available from the node that
3525                  *      is brought up.
3526                  */
3527                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3528                 if (!n) {
3529                         ret = -ENOMEM;
3530                         goto out;
3531                 }
3532                 init_kmem_cache_node(n);
3533                 s->node[nid] = n;
3534         }
3535 out:
3536         mutex_unlock(&slab_mutex);
3537         return ret;
3538 }
3539
3540 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3541                                 unsigned long action, void *arg)
3542 {
3543         int ret = 0;
3544
3545         switch (action) {
3546         case MEM_GOING_ONLINE:
3547                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3548                 break;
3549         case MEM_GOING_OFFLINE:
3550                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3551                 break;
3552         case MEM_OFFLINE:
3553         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3554                 slab_mem_offline_callback(arg);
3555                 break;
3556         case MEM_ONLINE:
3557         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3558                 break;
3559         }
3560         if (ret)
3561                 ret = notifier_from_errno(ret);
3562         else
3563                 ret = NOTIFY_OK;
3564         return ret;
3565 }
3566
3567 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3568         .notifier_call = slab_memory_callback,
3569         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3570 };
3571
3572 /********************************************************************
3573  *                      Basic setup of slabs
3574  *******************************************************************/
3575
3576 /*
3577  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3578  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3579  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3580  */
3581
3582 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3583 {
3584         int node;
3585         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3586
3587         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3588
3589         /*
3590          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3591          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3592          * IPIs around.
3593          */
3594         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3595         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3596                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3597                 struct page *p;
3598
3599                 if (n) {
3600                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3601                                 p->slab_cache = s;
3602
3603 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3604                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3605                                 p->slab_cache = s;
3606 #endif
3607                 }
3608         }
3609         list_add(&s->list, &slab_caches);
3610         return s;
3611 }
3612
3613 void __init kmem_cache_init(void)
3614 {
3615         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3616                 boot_kmem_cache_node;
3617
3618         if (debug_guardpage_minorder())
3619                 slub_max_order = 0;
3620
3621         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3622         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3623
3624         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3625                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3626
3627         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3628
3629         /* Able to allocate the per node structures */
3630         slab_state = PARTIAL;
3631
3632         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3633                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3634                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3635                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3636
3637         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3638
3639         /*
3640          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3641          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3642          * update any list pointers.
3643          */
3644         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3645
3646         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3647         create_kmalloc_caches(0);
3648
3649 #ifdef CONFIG_SMP
3650         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3651 #endif
3652
3653         printk(KERN_INFO
3654                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3655                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3656                 cache_line_size(),
3657                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3658                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3659 }
3660
3661 void __init kmem_cache_init_late(void)
3662 {
3663 }
3664
3665 /*
3666  * Find a mergeable slab cache
3667  */
3668 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3669 {
3670         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3671                 return 1;
3672
3673         if (!is_root_cache(s))
3674                 return 1;
3675
3676         if (s->ctor)
3677                 return 1;
3678
3679         /*
3680          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3681          */
3682         if (s->refcount < 0)
3683                 return 1;
3684
3685         return 0;
3686 }
3687
3688 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size, size_t align,
3689                 unsigned long flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
3690 {
3691         struct kmem_cache *s;
3692
3693         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3694                 return NULL;
3695
3696         if (ctor)
3697                 return NULL;
3698
3699         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3700         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3701         size = ALIGN(size, align);
3702         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3703
3704         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3705                 if (slab_unmergeable(s))
3706                         continue;
3707
3708                 if (size > s->size)
3709                         continue;
3710
3711                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3712                         continue;
3713                 /*
3714                  * Check if alignment is compatible.
3715                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3716                  */
3717                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3718                         continue;
3719
3720                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3721                         continue;
3722
3723                 return s;
3724         }
3725         return NULL;
3726 }
3727
3728 struct kmem_cache *
3729 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3730                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3731 {
3732         struct kmem_cache *s;
3733
3734         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3735         if (s) {
3736                 int i;
3737                 struct kmem_cache *c;
3738
3739                 s->refcount++;
3740
3741                 /*
3742                  * Adjust the object sizes so that we clear
3743                  * the complete object on kzalloc.
3744                  */
3745                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3746                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3747
3748                 for_each_memcg_cache_index(i) {
3749                         c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3750                         if (!c)
3751                                 continue;
3752                         c->object_size = s->object_size;
3753                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3754                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3755                 }
3756
3757                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3758                         s->refcount--;
3759                         s = NULL;
3760                 }
3761         }
3762
3763         return s;
3764 }
3765
3766 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3767 {
3768         int err;
3769
3770         err = kmem_cache_open(s, flags);
3771         if (err)
3772                 return err;
3773
3774         /* Mutex is not taken during early boot */
3775         if (slab_state <= UP)
3776                 return 0;
3777
3778         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3779         err = sysfs_slab_add(s);
3780         if (err)
3781                 kmem_cache_close(s);
3782
3783         return err;
3784 }
3785
3786 #ifdef CONFIG_SMP
3787 /*
3788  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3789  * necessary.
3790  */
3791 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3792                 unsigned long action, void *hcpu)
3793 {
3794         long cpu = (long)hcpu;
3795         struct kmem_cache *s;
3796         unsigned long flags;
3797
3798         switch (action) {
3799         case CPU_UP_CANCELED:
3800         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3801         case CPU_DEAD:
3802         case CPU_DEAD_FROZEN:
3803                 mutex_lock(&slab_mutex);
3804                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3805                         local_irq_save(flags);
3806                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3807                         local_irq_restore(flags);
3808                 }
3809                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3810                 break;
3811         default:
3812                 break;
3813         }
3814         return NOTIFY_OK;
3815 }
3816
3817 static struct notifier_block slab_notifier = {
3818         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3819 };
3820
3821 #endif
3822
3823 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3824 {
3825         struct kmem_cache *s;
3826         void *ret;
3827
3828         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3829                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3830
3831         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3832
3833         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3834                 return s;
3835
3836         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3837
3838         /* Honor the call site pointer we received. */
3839         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3840
3841         return ret;
3842 }
3843
3844 #ifdef CONFIG_NUMA
3845 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3846                                         int node, unsigned long caller)
3847 {
3848         struct kmem_cache *s;
3849         void *ret;
3850
3851         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3852                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3853
3854                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3855                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3856                                    gfpflags, node);
3857
3858                 return ret;
3859         }
3860
3861         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3862
3863         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3864                 return s;
3865
3866         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3867
3868         /* Honor the call site pointer we received. */
3869         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3870
3871         return ret;
3872 }
3873 #endif
3874
3875 #ifdef CONFIG_SYSFS
3876 static int count_inuse(struct page *page)
3877 {
3878         return page->inuse;
3879 }
3880
3881 static int count_total(struct page *page)
3882 {
3883         return page->objects;
3884 }
3885 #endif
3886
3887 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3888 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3889                                                 unsigned long *map)
3890 {
3891         void *p;
3892         void *addr = page_address(page);
3893
3894         if (!check_slab(s, page) ||
3895                         !on_freelist(s, page, NULL))
3896                 return 0;
3897
3898         /* Now we know that a valid freelist exists */
3899         bitmap_zero(map, page->objects);
3900
3901         get_map(s, page, map);
3902         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3903                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3904                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3905                                 return 0;
3906         }
3907
3908         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3909                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3910                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3911                                 return 0;
3912         return 1;
3913 }
3914
3915 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3916                                                 unsigned long *map)
3917 {
3918         slab_lock(page);
3919         validate_slab(s, page, map);
3920         slab_unlock(page);
3921 }
3922
3923 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3924                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3925 {
3926         unsigned long count = 0;
3927         struct page *page;
3928         unsigned long flags;
3929
3930         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3931
3932         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3933                 validate_slab_slab(s, page, map);
3934                 count++;
3935         }
3936         if (count != n->nr_partial)
3937                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3938                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3939
3940         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3941                 goto out;
3942
3943         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3944                 validate_slab_slab(s, page, map);
3945                 count++;
3946         }
3947         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3948                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3949                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3950                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3951
3952 out:
3953         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3954         return count;
3955 }
3956
3957 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3958 {
3959         int node;
3960         unsigned long count = 0;
3961         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3962                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3963
3964         if (!map)
3965                 return -ENOMEM;
3966
3967         flush_all(s);
3968         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3969                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3970
3971                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3972         }
3973         kfree(map);
3974         return count;
3975 }
3976 /*
3977  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3978  * and freed.
3979  */
3980
3981 struct location {
3982         unsigned long count;
3983         unsigned long addr;
3984         long long sum_time;
3985         long min_time;
3986         long max_time;
3987         long min_pid;
3988         long max_pid;
3989         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3990         nodemask_t nodes;
3991 };
3992
3993 struct loc_track {
3994         unsigned long max;
3995         unsigned long count;
3996         struct location *loc;
3997 };
3998
3999 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4000 {
4001         if (t->max)
4002                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4003                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4004 }
4005
4006 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4007 {
4008         struct location *l;
4009         int order;
4010
4011         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4012
4013         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4014         if (!l)
4015                 return 0;
4016
4017         if (t->count) {
4018                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4019                 free_loc_track(t);
4020         }
4021         t->max = max;
4022         t->loc = l;
4023         return 1;
4024 }
4025
4026 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4027                                 const struct track *track)
4028 {
4029         long start, end, pos;
4030         struct location *l;
4031         unsigned long caddr;
4032         unsigned long age = jiffies - track->when;
4033
4034         start = -1;
4035         end = t->count;
4036
4037         for ( ; ; ) {
4038                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4039
4040                 /*
4041                  * There is nothing at "end". If we end up there
4042                  * we need to add something to before end.
4043                  */
4044                 if (pos == end)
4045                         break;
4046
4047                 caddr = t->loc[pos].addr;
4048                 if (track->addr == caddr) {
4049
4050                         l = &t->loc[pos];
4051                         l->count++;
4052                         if (track->when) {
4053                                 l->sum_time += age;
4054                                 if (age < l->min_time)
4055                                         l->min_time = age;
4056                                 if (age > l->max_time)
4057                                         l->max_time = age;
4058
4059                                 if (track->pid < l->min_pid)
4060                                         l->min_pid = track->pid;
4061                                 if (track->pid > l->max_pid)
4062                                         l->max_pid = track->pid;
4063
4064                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4065                                                 to_cpumask(l->cpus));
4066                         }
4067                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4068                         return 1;
4069                 }
4070
4071                 if (track->addr < caddr)
4072                         end = pos;
4073                 else
4074                         start = pos;
4075         }
4076
4077         /*
4078          * Not found. Insert new tracking element.
4079          */
4080         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4081                 return 0;
4082
4083         l = t->loc + pos;
4084         if (pos < t->count)
4085                 memmove(l + 1, l,
4086                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4087         t->count++;
4088         l->count = 1;
4089         l->addr = track->addr;
4090         l->sum_time = age;
4091         l->min_time = age;
4092         l->max_time = age;
4093         l->min_pid = track->pid;
4094         l->max_pid = track->pid;
4095         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4096         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4097         nodes_clear(l->nodes);
4098         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4099         return 1;
4100 }
4101
4102 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4103                 struct page *page, enum track_item alloc,
4104                 unsigned long *map)
4105 {
4106         void *addr = page_address(page);
4107         void *p;
4108
4109         bitmap_zero(map, page->objects);
4110         get_map(s, page, map);
4111
4112         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4113                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4114                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4115 }
4116
4117 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4118                                         enum track_item alloc)
4119 {
4120         int len = 0;
4121         unsigned long i;
4122         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4123         int node;
4124         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4125                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4126
4127         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4128                                      GFP_TEMPORARY)) {
4129                 kfree(map);
4130                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4131         }
4132         /* Push back cpu slabs */
4133         flush_all(s);
4134
4135         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4136                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4137                 unsigned long flags;
4138                 struct page *page;
4139
4140                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4141                         continue;
4142
4143                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4144                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4145                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4146                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4147                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4148                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4149         }
4150
4151         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4152                 struct location *l = &t.loc[i];
4153
4154                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4155                         break;
4156                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4157
4158                 if (l->addr)
4159                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4160                 else
4161                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4162
4163                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4164                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4165                                 l->min_time,
4166                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4167                                 l->max_time);
4168                 } else
4169                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4170                                 l->min_time);
4171
4172                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4173                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4174                                 l->min_pid, l->max_pid);
4175                 else
4176                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4177                                 l->min_pid);
4178
4179                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4180                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4181                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4182                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4183                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4184                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4185                                                  to_cpumask(l->cpus));
4186                 }
4187
4188                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4189                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4190                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4191                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4192                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4193                                                   l->nodes);
4194                 }
4195
4196                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4197         }
4198
4199         free_loc_track(&t);
4200         kfree(map);
4201         if (!t.count)
4202                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4203         return len;
4204 }
4205 #endif
4206
4207 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4208 static void resiliency_test(void)
4209 {
4210         u8 *p;
4211
4212         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4213
4214         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4215         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4216         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4217
4218         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4219         p[16] = 0x12;
4220         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4221                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4222
4223         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4224
4225         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4226         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4227         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4228         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4229                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4230         printk(KERN_ERR
4231                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4232
4233         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4234         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4235         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4236         *p = 0x56;
4237         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4238                                                                         p);
4239         printk(KERN_ERR
4240                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4241         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4242
4243         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4244         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4245         kfree(p);
4246         *p = 0x78;
4247         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4248         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4249
4250         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4251         kfree(p);
4252         p[50] = 0x9a;
4253         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4254                         p);
4255         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4256
4257         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4258         kfree(p);
4259         p[512] = 0xab;
4260         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4261         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4262 }
4263 #else
4264 #ifdef CONFIG_SYSFS
4265 static void resiliency_test(void) {};
4266 #endif
4267 #endif
4268
4269 #ifdef CONFIG_SYSFS
4270 enum slab_stat_type {
4271         SL_ALL,                 /* All slabs */
4272         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4273         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4274         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4275         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4276 };
4277
4278 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4279 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4280 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4281 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4282 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4283
4284 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4285                             char *buf, unsigned long flags)
4286 {
4287         unsigned long total = 0;
4288         int node;
4289         int x;
4290         unsigned long *nodes;
4291
4292         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4293         if (!nodes)
4294                 return -ENOMEM;
4295
4296         if (flags & SO_CPU) {
4297                 int cpu;
4298
4299                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4300                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4301                                                                cpu);
4302                         int node;
4303                         struct page *page;
4304
4305                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4306                         if (!page)
4307                                 continue;
4308
4309                         node = page_to_nid(page);
4310                         if (flags & SO_TOTAL)
4311                                 x = page->objects;
4312                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4313                                 x = page->inuse;
4314                         else
4315                                 x = 1;
4316
4317                         total += x;
4318                         nodes[node] += x;
4319
4320                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4321                         if (page) {
4322                                 node = page_to_nid(page);
4323                                 if (flags & SO_TOTAL)
4324                                         WARN_ON_ONCE(1);
4325                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4326                                         WARN_ON_ONCE(1);
4327                                 else
4328                                         x = page->pages;
4329                                 total += x;
4330                                 nodes[node] += x;
4331                         }
4332                 }
4333         }
4334
4335         lock_memory_hotplug();
4336 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4337         if (flags & SO_ALL) {
4338                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4339                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4340
4341                         if (flags & SO_TOTAL)
4342                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4343                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4344                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4345                                         count_partial(n, count_free);
4346                         else
4347                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4348                         total += x;
4349                         nodes[node] += x;
4350                 }
4351
4352         } else
4353 #endif
4354         if (flags & SO_PARTIAL) {
4355                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4356                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4357
4358                         if (flags & SO_TOTAL)
4359                                 x = count_partial(n, count_total);
4360                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4361                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4362                         else
4363                                 x = n->nr_partial;
4364                         total += x;
4365                         nodes[node] += x;
4366                 }
4367         }
4368         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4369 #ifdef CONFIG_NUMA
4370         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4371                 if (nodes[node])
4372                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4373                                         node, nodes[node]);
4374 #endif
4375         unlock_memory_hotplug();
4376         kfree(nodes);
4377         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4378 }
4379
4380 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4381 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4382 {
4383         int node;
4384
4385         for_each_online_node(node) {
4386                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4387
4388                 if (!n)
4389                         continue;
4390
4391                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4392                         return 1;
4393         }
4394         return 0;
4395 }
4396 #endif
4397
4398 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4399 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4400
4401 struct slab_attribute {
4402         struct attribute attr;
4403         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4404         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4405 };
4406
4407 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4408         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4409         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4410
4411 #define SLAB_ATTR(_name) \
4412         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4413         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4414
4415 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4416 {
4417         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4418 }
4419 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4420
4421 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4422 {
4423         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4424 }
4425 SLAB_ATTR_RO(align);
4426
4427 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4428 {
4429         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4430 }
4431 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4432
4433 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4434 {
4435         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4436 }
4437 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4438
4439 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4440                                 const char *buf, size_t length)
4441 {
4442         unsigned long order;
4443         int err;
4444
4445         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4446         if (err)
4447                 return err;
4448
4449         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4450                 return -EINVAL;
4451
4452         calculate_sizes(s, order);
4453         return length;
4454 }
4455
4456 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4457 {
4458         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4459 }
4460 SLAB_ATTR(order);
4461
4462 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4463 {
4464         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4465 }
4466
4467 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4468                                  size_t length)
4469 {
4470         unsigned long min;
4471         int err;
4472
4473         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4474         if (err)
4475                 return err;
4476
4477         set_min_partial(s, min);
4478         return length;
4479 }
4480 SLAB_ATTR(min_partial);
4481
4482 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4483 {
4484         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4485 }
4486
4487 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4488                                  size_t length)
4489 {
4490         unsigned long objects;
4491         int err;
4492
4493         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4494         if (err)
4495                 return err;
4496         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4497                 return -EINVAL;
4498
4499         s->cpu_partial = objects;
4500         flush_all(s);
4501         return length;
4502 }
4503 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4504
4505 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4506 {
4507         if (!s->ctor)
4508                 return 0;
4509         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4510 }
4511 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4512
4513 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4514 {
4515         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4516 }
4517 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4518
4519 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4520 {
4521         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4522 }
4523 SLAB_ATTR_RO(partial);
4524
4525 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4526 {
4527         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4528 }
4529 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4530
4531 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4532 {
4533         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4534 }
4535 SLAB_ATTR_RO(objects);
4536
4537 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4538 {
4539         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4540 }
4541 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4542
4543 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4544 {
4545         int objects = 0;
4546         int pages = 0;
4547         int cpu;
4548         int len;
4549
4550         for_each_online_cpu(cpu) {
4551                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4552
4553                 if (page) {
4554                         pages += page->pages;
4555                         objects += page->pobjects;
4556                 }
4557         }
4558
4559         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4560
4561 #ifdef CONFIG_SMP
4562         for_each_online_cpu(cpu) {
4563                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4564
4565                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4566                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4567                                 page->pobjects, page->pages);
4568         }
4569 #endif
4570         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4571 }
4572 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4573
4574 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4575 {
4576         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4577 }
4578
4579 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4580                                 const char *buf, size_t length)
4581 {
4582         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4583         if (buf[0] == '1')
4584                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4585         return length;
4586 }
4587 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4588
4589 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4590 {
4591         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4592 }
4593 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4594
4595 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4596 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4597 {
4598         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4599 }
4600 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4601 #endif
4602
4603 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4604 {
4605         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4606 }
4607 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4608
4609 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4610 {
4611         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4612 }
4613 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4614
4615 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4616 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4619 }
4620 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4621
4622 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4623 {
4624         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4625 }
4626 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4627
4628 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4629 {
4630         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4631 }
4632
4633 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4634                                 const char *buf, size_t length)
4635 {
4636         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4637         if (buf[0] == '1') {
4638                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4639                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4640         }
4641         return length;
4642 }
4643 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4644
4645 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4646 {
4647         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4648 }
4649
4650 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4651                                                         size_t length)
4652 {
4653         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4654         if (buf[0] == '1') {
4655                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4656                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4657         }
4658         return length;
4659 }
4660 SLAB_ATTR(trace);
4661
4662 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4663 {
4664         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4665 }
4666
4667 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4668                                 const char *buf, size_t length)
4669 {
4670         if (any_slab_objects(s))
4671                 return -EBUSY;
4672
4673         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4674         if (buf[0] == '1') {
4675                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4676                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4677         }
4678         calculate_sizes(s, -1);
4679         return length;
4680 }
4681 SLAB_ATTR(red_zone);
4682
4683 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4684 {
4685         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4686 }
4687
4688 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4689                                 const char *buf, size_t length)
4690 {
4691         if (any_slab_objects(s))
4692                 return -EBUSY;
4693
4694         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4695         if (buf[0] == '1') {
4696                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4697                 s->flags |= SLAB_POISON;
4698         }
4699         calculate_sizes(s, -1);
4700         return length;
4701 }
4702 SLAB_ATTR(poison);
4703
4704 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4705 {
4706         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4707 }
4708
4709 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4710                                 const char *buf, size_t length)
4711 {
4712         if (any_slab_objects(s))
4713                 return -EBUSY;
4714
4715         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4716         if (buf[0] == '1') {
4717                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4718                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4719         }
4720         calculate_sizes(s, -1);
4721         return length;
4722 }
4723 SLAB_ATTR(store_user);
4724
4725 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4726 {
4727         return 0;
4728 }
4729
4730 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4731                         const char *buf, size_t length)
4732 {
4733         int ret = -EINVAL;
4734
4735         if (buf[0] == '1') {
4736                 ret = validate_slab_cache(s);
4737                 if (ret >= 0)
4738                         ret = length;
4739         }
4740         return ret;
4741 }
4742 SLAB_ATTR(validate);
4743
4744 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4745 {
4746         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4747                 return -ENOSYS;
4748         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4749 }
4750 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4751
4752 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4753 {
4754         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4755                 return -ENOSYS;
4756         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4757 }
4758 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4759 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4760
4761 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4762 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4763 {
4764         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4765 }
4766
4767 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4768                                                         size_t length)
4769 {
4770         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4771         if (buf[0] == '1')
4772                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4773         return length;
4774 }
4775 SLAB_ATTR(failslab);
4776 #endif
4777
4778 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4779 {
4780         return 0;
4781 }
4782
4783 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4784                         const char *buf, size_t length)
4785 {
4786         if (buf[0] == '1') {
4787                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4788
4789                 if (rc)
4790                         return rc;
4791         } else
4792                 return -EINVAL;
4793         return length;
4794 }
4795 SLAB_ATTR(shrink);
4796
4797 #ifdef CONFIG_NUMA
4798 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4799 {
4800         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4801 }
4802
4803 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4804                                 const char *buf, size_t length)
4805 {
4806         unsigned long ratio;
4807         int err;
4808
4809         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4810         if (err)
4811                 return err;
4812
4813         if (ratio <= 100)
4814                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4815
4816         return length;
4817 }
4818 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4819 #endif
4820
4821 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4822 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4823 {
4824         unsigned long sum  = 0;
4825         int cpu;
4826         int len;
4827         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4828
4829         if (!data)
4830                 return -ENOMEM;
4831
4832         for_each_online_cpu(cpu) {
4833                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4834
4835                 data[cpu] = x;
4836                 sum += x;
4837         }
4838
4839         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4840
4841 #ifdef CONFIG_SMP
4842         for_each_online_cpu(cpu) {
4843                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4844                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4845         }
4846 #endif
4847         kfree(data);
4848         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4849 }
4850
4851 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4852 {
4853         int cpu;
4854
4855         for_each_online_cpu(cpu)
4856                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4857 }
4858
4859 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4860 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4861 {                                                               \
4862         return show_stat(s, buf, si);                           \
4863 }                                                               \
4864 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4865                                 const char *buf, size_t length) \
4866 {                                                               \
4867         if (buf[0] != '0')                                      \
4868                 return -EINVAL;                                 \
4869         clear_stat(s, si);                                      \
4870         return length;                                          \
4871 }                                                               \
4872 SLAB_ATTR(text);                                                \
4873
4874 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4875 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4876 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4877 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4878 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4879 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4880 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4881 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4882 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4883 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4884 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4885 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4886 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4887 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4888 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4889 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4890 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4891 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4892 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4893 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4894 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4895 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4896 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4897 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4898 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4899 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4900 #endif
4901
4902 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4903         &slab_size_attr.attr,
4904         &object_size_attr.attr,
4905         &objs_per_slab_attr.attr,
4906         &order_attr.attr,
4907         &min_partial_attr.attr,
4908         &cpu_partial_attr.attr,
4909         &objects_attr.attr,
4910         &objects_partial_attr.attr,
4911         &partial_attr.attr,
4912         &cpu_slabs_attr.attr,
4913         &ctor_attr.attr,
4914         &aliases_attr.attr,
4915         &align_attr.attr,
4916         &hwcache_align_attr.attr,
4917         &reclaim_account_attr.attr,
4918         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4919         &shrink_attr.attr,
4920         &reserved_attr.attr,
4921         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4922 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4923         &total_objects_attr.attr,
4924         &slabs_attr.attr,
4925         &sanity_checks_attr.attr,
4926         &trace_attr.attr,
4927         &red_zone_attr.attr,
4928         &poison_attr.attr,
4929         &store_user_attr.attr,
4930         &validate_attr.attr,
4931         &alloc_calls_attr.attr,
4932         &free_calls_attr.attr,
4933 #endif
4934 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4935         &cache_dma_attr.attr,
4936 #endif
4937 #ifdef CONFIG_NUMA
4938         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4939 #endif
4940 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4941         &alloc_fastpath_attr.attr,
4942         &alloc_slowpath_attr.attr,
4943         &free_fastpath_attr.attr,
4944         &free_slowpath_attr.attr,
4945         &free_frozen_attr.attr,
4946         &free_add_partial_attr.attr,
4947         &free_remove_partial_attr.attr,
4948         &alloc_from_partial_attr.attr,
4949         &alloc_slab_attr.attr,
4950         &alloc_refill_attr.attr,
4951         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4952         &free_slab_attr.attr,
4953         &cpuslab_flush_attr.attr,
4954         &deactivate_full_attr.attr,
4955         &deactivate_empty_attr.attr,
4956         &deactivate_to_head_attr.attr,
4957         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4958         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4959         &deactivate_bypass_attr.attr,
4960         &order_fallback_attr.attr,
4961         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4962         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4963         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4964         &cpu_partial_free_attr.attr,
4965         &cpu_partial_node_attr.attr,
4966         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4967 #endif
4968 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4969         &failslab_attr.attr,
4970 #endif
4971
4972         NULL
4973 };
4974
4975 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4976         .attrs = slab_attrs,
4977 };
4978
4979 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4980                                 struct attribute *attr,
4981                                 char *buf)
4982 {
4983         struct slab_attribute *attribute;
4984         struct kmem_cache *s;
4985         int err;
4986
4987         attribute = to_slab_attr(attr);
4988         s = to_slab(kobj);
4989
4990         if (!attribute->show)
4991                 return -EIO;
4992
4993         err = attribute->show(s, buf);
4994
4995         return err;
4996 }
4997
4998 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4999                                 struct attribute *attr,
5000                                 const char *buf, size_t len)
5001 {
5002         struct slab_attribute *attribute;
5003         struct kmem_cache *s;
5004         int err;
5005
5006         attribute = to_slab_attr(attr);
5007         s = to_slab(kobj);
5008
5009         if (!attribute->store)
5010                 return -EIO;
5011
5012         err = attribute->store(s, buf, len);
5013 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5014         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5015                 int i;
5016
5017                 mutex_lock(&slab_mutex);
5018                 if (s->max_attr_size < len)
5019                         s->max_attr_size = len;
5020
5021                 /*
5022                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5023                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5024                  * basically because not all attributes will have a well
5025                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5026                  * have permanent effects.
5027                  *
5028                  * Returning the error value of any of the children that fail
5029                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5030                  * error code won't be able to know anything about the state of
5031                  * the cache.
5032                  *
5033                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5034                  * has well defined semantics. The cache being written to
5035                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5036                  * through the descendants with best-effort propagation.
5037                  */
5038                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5039                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg_idx(s, i);
5040                         if (c)
5041                                 attribute->store(c, buf, len);
5042                 }
5043                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5044         }
5045 #endif
5046         return err;
5047 }
5048
5049 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5050 {
5051 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5052         int i;
5053         char *buffer = NULL;
5054         struct kmem_cache *root_cache;
5055
5056         if (is_root_cache(s))
5057                 return;
5058
5059         root_cache = s->memcg_params->root_cache;
5060
5061         /*
5062          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5063          * in copying default values around
5064          */
5065         if (!root_cache->max_attr_size)
5066                 return;
5067
5068         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5069                 char mbuf[64];
5070                 char *buf;
5071                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5072
5073                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5074                         continue;
5075
5076                 /*
5077                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5078                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5079                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5080                  *
5081                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5082                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5083                  * theoretically happen.
5084                  */
5085                 if (buffer)
5086                         buf = buffer;
5087                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5088                         buf = mbuf;
5089                 else {
5090                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5091                         if (WARN_ON(!buffer))
5092                                 continue;
5093                         buf = buffer;
5094                 }
5095
5096                 attr->show(root_cache, buf);
5097                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5098         }
5099
5100         if (buffer)
5101                 free_page((unsigned long)buffer);
5102 #endif
5103 }
5104
5105 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5106 {
5107         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5108 }
5109
5110 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5111         .show = slab_attr_show,
5112         .store = slab_attr_store,
5113 };
5114
5115 static struct kobj_type slab_ktype = {
5116         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5117         .release = kmem_cache_release,
5118 };
5119
5120 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5121 {
5122         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5123
5124         if (ktype == &slab_ktype)
5125                 return 1;
5126         return 0;
5127 }
5128
5129 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5130         .filter = uevent_filter,
5131 };
5132
5133 static struct kset *slab_kset;
5134
5135 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5136 {
5137 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5138         if (!is_root_cache(s))
5139                 return s->memcg_params->root_cache->memcg_kset;
5140 #endif
5141         return slab_kset;
5142 }
5143
5144 #define ID_STR_LENGTH 64
5145
5146 /* Create a unique string id for a slab cache:
5147  *
5148  * Format       :[flags-]size
5149  */
5150 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5151 {
5152         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5153         char *p = name;
5154
5155         BUG_ON(!name);
5156
5157         *p++ = ':';
5158         /*
5159          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5160          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5161          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5162          * are matched during merging to guarantee that the id is
5163          * unique.
5164          */
5165         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5166                 *p++ = 'd';
5167         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5168                 *p++ = 'a';
5169         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5170                 *p++ = 'F';
5171         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5172                 *p++ = 't';
5173         if (p != name + 1)
5174                 *p++ = '-';
5175         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5176
5177 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5178         if (!is_root_cache(s))
5179                 p += sprintf(p, "-%08d",
5180                                 memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5181 #endif
5182
5183         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5184         return name;
5185 }
5186
5187 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5188 {
5189         int err;
5190         const char *name;
5191         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5192
5193         if (unmergeable) {
5194                 /*
5195                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5196                  * This is typically the case for debug situations. In that
5197                  * case we can catch duplicate names easily.
5198                  */
5199                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5200                 name = s->name;
5201         } else {
5202                 /*
5203                  * Create a unique name for the slab as a target
5204                  * for the symlinks.
5205                  */
5206                 name = create_unique_id(s);
5207         }
5208
5209         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5210         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5211         if (err)
5212                 goto out_put_kobj;
5213
5214         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5215         if (err)
5216                 goto out_del_kobj;
5217
5218 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5219         if (is_root_cache(s)) {
5220                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5221                 if (!s->memcg_kset) {
5222                         err = -ENOMEM;
5223                         goto out_del_kobj;
5224                 }
5225         }
5226 #endif
5227
5228         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5229         if (!unmergeable) {
5230                 /* Setup first alias */
5231                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5232         }
5233 out:
5234         if (!unmergeable)
5235                 kfree(name);
5236         return err;
5237 out_del_kobj:
5238         kobject_del(&s->kobj);
5239 out_put_kobj:
5240         kobject_put(&s->kobj);
5241         goto out;
5242 }
5243
5244 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5245 {
5246         if (slab_state < FULL)
5247                 /*
5248                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5249                  * cache from sysfs.
5250                  */
5251                 return;
5252
5253 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5254         kset_unregister(s->memcg_kset);
5255 #endif
5256         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5257         kobject_del(&s->kobj);
5258         kobject_put(&s->kobj);
5259 }
5260
5261 /*
5262  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5263  * available lest we lose that information.
5264  */
5265 struct saved_alias {
5266         struct kmem_cache *s;
5267         const char *name;
5268         struct saved_alias *next;
5269 };
5270
5271 static struct saved_alias *alias_list;
5272
5273 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5274 {
5275         struct saved_alias *al;
5276
5277         if (slab_state == FULL) {
5278                 /*
5279                  * If we have a leftover link then remove it.
5280                  */
5281                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5282                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5283         }
5284
5285         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5286         if (!al)
5287                 return -ENOMEM;
5288
5289         al->s = s;
5290         al->name = name;
5291         al->next = alias_list;
5292         alias_list = al;
5293         return 0;
5294 }
5295
5296 static int __init slab_sysfs_init(void)
5297 {
5298         struct kmem_cache *s;
5299         int err;
5300
5301         mutex_lock(&slab_mutex);
5302
5303         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5304         if (!slab_kset) {
5305                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5306                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5307                 return -ENOSYS;
5308         }
5309
5310         slab_state = FULL;
5311
5312         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5313                 err = sysfs_slab_add(s);
5314                 if (err)
5315                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5316                                                 " to sysfs\n", s->name);
5317         }
5318
5319         while (alias_list) {
5320                 struct saved_alias *al = alias_list;
5321
5322                 alias_list = alias_list->next;
5323                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5324                 if (err)
5325                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5326                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5327                 kfree(al);
5328         }
5329
5330         mutex_unlock(&slab_mutex);
5331         resiliency_test();
5332         return 0;
5333 }
5334
5335 __initcall(slab_sysfs_init);
5336 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5337
5338 /*
5339  * The /proc/slabinfo ABI
5340  */
5341 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5342 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5343 {
5344         unsigned long nr_slabs = 0;
5345         unsigned long nr_objs = 0;
5346         unsigned long nr_free = 0;
5347         int node;
5348
5349         for_each_online_node(node) {
5350                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5351
5352                 if (!n)
5353                         continue;
5354
5355                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5356                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5357                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5358         }
5359
5360         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5361         sinfo->num_objs = nr_objs;
5362         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5363         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5364         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5365         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5366 }
5367
5368 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5369 {
5370 }
5371
5372 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5373                        size_t count, loff_t *ppos)
5374 {
5375         return -EIO;
5376 }
5377 #endif /* CONFIG_SLABINFO */