sl[au]b: charge slabs to kmemcg explicitly
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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         pr_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         pr_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         pr_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                                 pr_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         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
575                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
576
577 }
578
579 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
580 {
581         struct va_format vaf;
582         va_list args;
583
584         va_start(args, fmt);
585         vaf.fmt = fmt;
586         vaf.va = &args;
587         pr_err("=============================================================================\n");
588         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
589         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
590
591         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
592         va_end(args);
593 }
594
595 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
596 {
597         struct va_format vaf;
598         va_list args;
599
600         va_start(args, fmt);
601         vaf.fmt = fmt;
602         vaf.va = &args;
603         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
604         va_end(args);
605 }
606
607 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
608 {
609         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
610         u8 *addr = page_address(page);
611
612         print_tracking(s, p);
613
614         print_page_info(page);
615
616         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
617                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
618
619         if (p > addr + 16)
620                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
621
622         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
623                                 PAGE_SIZE));
624         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
625                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
626                         s->inuse - s->object_size);
627
628         if (s->offset)
629                 off = s->offset + sizeof(void *);
630         else
631                 off = s->inuse;
632
633         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
634                 off += 2 * sizeof(struct track);
635
636         if (off != s->size)
637                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
638                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
639
640         dump_stack();
641 }
642
643 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
644                         u8 *object, char *reason)
645 {
646         slab_bug(s, "%s", reason);
647         print_trailer(s, page, object);
648 }
649
650 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
651                         const char *fmt, ...)
652 {
653         va_list args;
654         char buf[100];
655
656         va_start(args, fmt);
657         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
658         va_end(args);
659         slab_bug(s, "%s", buf);
660         print_page_info(page);
661         dump_stack();
662 }
663
664 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
665 {
666         u8 *p = object;
667
668         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
669                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
670                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
671         }
672
673         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
674                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
675 }
676
677 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
678                                                 void *from, void *to)
679 {
680         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
681         memset(from, data, to - from);
682 }
683
684 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
685                         u8 *object, char *what,
686                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
687 {
688         u8 *fault;
689         u8 *end;
690
691         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
692         if (!fault)
693                 return 1;
694
695         end = start + bytes;
696         while (end > fault && end[-1] == value)
697                 end--;
698
699         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
700         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
701                                         fault, end - 1, fault[0], value);
702         print_trailer(s, page, object);
703
704         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
705         return 0;
706 }
707
708 /*
709  * Object layout:
710  *
711  * object address
712  *      Bytes of the object to be managed.
713  *      If the freepointer may overlay the object then the free
714  *      pointer is the first word of the object.
715  *
716  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
717  *      0xa5 (POISON_END)
718  *
719  * object + s->object_size
720  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
721  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
722  *      object_size == inuse.
723  *
724  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
725  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
726  *
727  * object + s->inuse
728  *      Meta data starts here.
729  *
730  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
731  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
732  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
733  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
734  *              before the word boundary.
735  *
736  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
737  *
738  * object + s->size
739  *      Nothing is used beyond s->size.
740  *
741  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
742  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
743  * may be used with merged slabcaches.
744  */
745
746 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
747 {
748         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
749
750         if (s->offset)
751                 /* Freepointer is placed after the object. */
752                 off += sizeof(void *);
753
754         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
755                 /* We also have user information there */
756                 off += 2 * sizeof(struct track);
757
758         if (s->size == off)
759                 return 1;
760
761         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
762                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
763 }
764
765 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
766 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
767 {
768         u8 *start;
769         u8 *fault;
770         u8 *end;
771         int length;
772         int remainder;
773
774         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
775                 return 1;
776
777         start = page_address(page);
778         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
779         end = start + length;
780         remainder = length % s->size;
781         if (!remainder)
782                 return 1;
783
784         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
785         if (!fault)
786                 return 1;
787         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
788                 end--;
789
790         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
791         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
792
793         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
794         return 0;
795 }
796
797 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
798                                         void *object, u8 val)
799 {
800         u8 *p = object;
801         u8 *endobject = object + s->object_size;
802
803         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
804                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
805                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
806                         return 0;
807         } else {
808                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
809                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
810                                 endobject, POISON_INUSE,
811                                 s->inuse - s->object_size);
812                 }
813         }
814
815         if (s->flags & SLAB_POISON) {
816                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
817                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
818                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
819                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
820                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
821                         return 0;
822                 /*
823                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
824                  */
825                 check_pad_bytes(s, page, p);
826         }
827
828         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
829                 /*
830                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
831                  * freepointer while object is allocated.
832                  */
833                 return 1;
834
835         /* Check free pointer validity */
836         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
837                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
838                 /*
839                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
840                  * of the free objects in this slab. May cause
841                  * another error because the object count is now wrong.
842                  */
843                 set_freepointer(s, p, NULL);
844                 return 0;
845         }
846         return 1;
847 }
848
849 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
850 {
851         int maxobj;
852
853         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
854
855         if (!PageSlab(page)) {
856                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
857                 return 0;
858         }
859
860         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
861         if (page->objects > maxobj) {
862                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
863                         s->name, page->objects, maxobj);
864                 return 0;
865         }
866         if (page->inuse > page->objects) {
867                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
868                         s->name, page->inuse, page->objects);
869                 return 0;
870         }
871         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
872         slab_pad_check(s, page);
873         return 1;
874 }
875
876 /*
877  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
878  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
879  */
880 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
881 {
882         int nr = 0;
883         void *fp;
884         void *object = NULL;
885         unsigned long max_objects;
886
887         fp = page->freelist;
888         while (fp && nr <= page->objects) {
889                 if (fp == search)
890                         return 1;
891                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
892                         if (object) {
893                                 object_err(s, page, object,
894                                         "Freechain corrupt");
895                                 set_freepointer(s, object, NULL);
896                         } else {
897                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
898                                 page->freelist = NULL;
899                                 page->inuse = page->objects;
900                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
901                                 return 0;
902                         }
903                         break;
904                 }
905                 object = fp;
906                 fp = get_freepointer(s, object);
907                 nr++;
908         }
909
910         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
911         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
912                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
913
914         if (page->objects != max_objects) {
915                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
916                         "should be %d", page->objects, max_objects);
917                 page->objects = max_objects;
918                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
919         }
920         if (page->inuse != page->objects - nr) {
921                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
922                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
923                 page->inuse = page->objects - nr;
924                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
925         }
926         return search == NULL;
927 }
928
929 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
930                                                                 int alloc)
931 {
932         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
933                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
934                         s->name,
935                         alloc ? "alloc" : "free",
936                         object, page->inuse,
937                         page->freelist);
938
939                 if (!alloc)
940                         print_section("Object ", (void *)object,
941                                         s->object_size);
942
943                 dump_stack();
944         }
945 }
946
947 /*
948  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
949  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
950  */
951 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
952 {
953         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
954 }
955
956 static inline void kfree_hook(const void *x)
957 {
958         kmemleak_free(x);
959 }
960
961 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
962 {
963         flags &= gfp_allowed_mask;
964         lockdep_trace_alloc(flags);
965         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
966
967         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
968 }
969
970 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
971                                         gfp_t flags, void *object)
972 {
973         flags &= gfp_allowed_mask;
974         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
975         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
976 }
977
978 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
979 {
980         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
981
982         /*
983          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
984          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
985          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
986          */
987 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
988         {
989                 unsigned long flags;
990
991                 local_irq_save(flags);
992                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
993                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
994                 local_irq_restore(flags);
995         }
996 #endif
997         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
998                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1003  */
1004 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1005         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1006 {
1007         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1008                 return;
1009
1010         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1011         list_add(&page->lru, &n->full);
1012 }
1013
1014 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1015 {
1016         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1017                 return;
1018
1019         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1020         list_del(&page->lru);
1021 }
1022
1023 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1024 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1025 {
1026         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1027
1028         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1029 }
1030
1031 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1032 {
1033         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1034 }
1035
1036 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1037 {
1038         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1039
1040         /*
1041          * May be called early in order to allocate a slab for the
1042          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1043          * dilemma by deferring the increment of the count during
1044          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1045          */
1046         if (likely(n)) {
1047                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1048                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1049         }
1050 }
1051 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1052 {
1053         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1054
1055         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1056         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1057 }
1058
1059 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1060 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1061                                                                 void *object)
1062 {
1063         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1064                 return;
1065
1066         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1067         init_tracking(s, object);
1068 }
1069
1070 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1071                                         struct page *page,
1072                                         void *object, unsigned long addr)
1073 {
1074         if (!check_slab(s, page))
1075                 goto bad;
1076
1077         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1078                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1079                 goto bad;
1080         }
1081
1082         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1083                 goto bad;
1084
1085         /* Success perform special debug activities for allocs */
1086         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1087                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1088         trace(s, page, object, 1);
1089         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1090         return 1;
1091
1092 bad:
1093         if (PageSlab(page)) {
1094                 /*
1095                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1096                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1097                  * as used avoids touching the remaining objects.
1098                  */
1099                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1100                 page->inuse = page->objects;
1101                 page->freelist = NULL;
1102         }
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1107         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1108         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1109 {
1110         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1111
1112         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1113         slab_lock(page);
1114
1115         if (!check_slab(s, page))
1116                 goto fail;
1117
1118         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1119                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1120                 goto fail;
1121         }
1122
1123         if (on_freelist(s, page, object)) {
1124                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1125                 goto fail;
1126         }
1127
1128         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1129                 goto out;
1130
1131         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1132                 if (!PageSlab(page)) {
1133                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1134                                 "outside of slab", object);
1135                 } else if (!page->slab_cache) {
1136                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1137                                object);
1138                         dump_stack();
1139                 } else
1140                         object_err(s, page, object,
1141                                         "page slab pointer corrupt.");
1142                 goto fail;
1143         }
1144
1145         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1146                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1147         trace(s, page, object, 0);
1148         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1149 out:
1150         slab_unlock(page);
1151         /*
1152          * Keep node_lock to preserve integrity
1153          * until the object is actually freed
1154          */
1155         return n;
1156
1157 fail:
1158         slab_unlock(page);
1159         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1160         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1161         return NULL;
1162 }
1163
1164 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1165 {
1166         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1167         if (*str++ != '=' || !*str)
1168                 /*
1169                  * No options specified. Switch on full debugging.
1170                  */
1171                 goto out;
1172
1173         if (*str == ',')
1174                 /*
1175                  * No options but restriction on slabs. This means full
1176                  * debugging for slabs matching a pattern.
1177                  */
1178                 goto check_slabs;
1179
1180         if (tolower(*str) == 'o') {
1181                 /*
1182                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1183                  * would increase as a result.
1184                  */
1185                 disable_higher_order_debug = 1;
1186                 goto out;
1187         }
1188
1189         slub_debug = 0;
1190         if (*str == '-')
1191                 /*
1192                  * Switch off all debugging measures.
1193                  */
1194                 goto out;
1195
1196         /*
1197          * Determine which debug features should be switched on
1198          */
1199         for (; *str && *str != ','; str++) {
1200                 switch (tolower(*str)) {
1201                 case 'f':
1202                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1203                         break;
1204                 case 'z':
1205                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1206                         break;
1207                 case 'p':
1208                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1209                         break;
1210                 case 'u':
1211                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1212                         break;
1213                 case 't':
1214                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1215                         break;
1216                 case 'a':
1217                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1218                         break;
1219                 default:
1220                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1221                                *str);
1222                 }
1223         }
1224
1225 check_slabs:
1226         if (*str == ',')
1227                 slub_debug_slabs = str + 1;
1228 out:
1229         return 1;
1230 }
1231
1232 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1233
1234 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1235         unsigned long flags, const char *name,
1236         void (*ctor)(void *))
1237 {
1238         /*
1239          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1240          */
1241         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1242                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1243                 flags |= slub_debug;
1244
1245         return flags;
1246 }
1247 #else
1248 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1249                         struct page *page, void *object) {}
1250
1251 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1252         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1253
1254 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1255         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1256         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1257
1258 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1259                         { return 1; }
1260 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1261                         void *object, u8 val) { return 1; }
1262 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1263                                         struct page *page) {}
1264 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1265                                         struct page *page) {}
1266 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1267         unsigned long flags, const char *name,
1268         void (*ctor)(void *))
1269 {
1270         return flags;
1271 }
1272 #define slub_debug 0
1273
1274 #define disable_higher_order_debug 0
1275
1276 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1277                                                         { return 0; }
1278 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1279                                                         { return 0; }
1280 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1281                                                         int objects) {}
1282 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1283                                                         int objects) {}
1284
1285 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1286 {
1287         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1288 }
1289
1290 static inline void kfree_hook(const void *x)
1291 {
1292         kmemleak_free(x);
1293 }
1294
1295 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1296                                                         { return 0; }
1297
1298 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1299                 void *object)
1300 {
1301         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags,
1302                 flags & gfp_allowed_mask);
1303 }
1304
1305 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1306 {
1307         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1308 }
1309
1310 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1311
1312 /*
1313  * Slab allocation and freeing
1314  */
1315 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1316                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1317 {
1318         struct page *page;
1319         int order = oo_order(oo);
1320
1321         flags |= __GFP_NOTRACK;
1322
1323         if (memcg_charge_slab(s, flags, order))
1324                 return NULL;
1325
1326         if (node == NUMA_NO_NODE)
1327                 page = alloc_pages(flags, order);
1328         else
1329                 page = alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1330
1331         if (!page)
1332                 memcg_uncharge_slab(s, order);
1333
1334         return page;
1335 }
1336
1337 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1338 {
1339         struct page *page;
1340         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1341         gfp_t alloc_gfp;
1342
1343         flags &= gfp_allowed_mask;
1344
1345         if (flags & __GFP_WAIT)
1346                 local_irq_enable();
1347
1348         flags |= s->allocflags;
1349
1350         /*
1351          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1352          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1353          */
1354         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1355
1356         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1357         if (unlikely(!page)) {
1358                 oo = s->min;
1359                 alloc_gfp = flags;
1360                 /*
1361                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1362                  * Try a lower order alloc if possible
1363                  */
1364                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1365
1366                 if (page)
1367                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1368         }
1369
1370         if (kmemcheck_enabled && page
1371                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1372                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1373
1374                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1375
1376                 /*
1377                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1378                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1379                  */
1380                 if (s->ctor)
1381                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1382                 else
1383                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1384         }
1385
1386         if (flags & __GFP_WAIT)
1387                 local_irq_disable();
1388         if (!page)
1389                 return NULL;
1390
1391         page->objects = oo_objects(oo);
1392         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1393                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1394                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1395                 1 << oo_order(oo));
1396
1397         return page;
1398 }
1399
1400 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1401                                 void *object)
1402 {
1403         setup_object_debug(s, page, object);
1404         if (unlikely(s->ctor))
1405                 s->ctor(object);
1406 }
1407
1408 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1409 {
1410         struct page *page;
1411         void *start;
1412         void *last;
1413         void *p;
1414         int order;
1415
1416         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1417
1418         page = allocate_slab(s,
1419                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1420         if (!page)
1421                 goto out;
1422
1423         order = compound_order(page);
1424         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1425         memcg_bind_pages(s, order);
1426         page->slab_cache = s;
1427         __SetPageSlab(page);
1428         if (page->pfmemalloc)
1429                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1430
1431         start = page_address(page);
1432
1433         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1434                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1435
1436         last = start;
1437         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1438                 setup_object(s, page, last);
1439                 set_freepointer(s, last, p);
1440                 last = p;
1441         }
1442         setup_object(s, page, last);
1443         set_freepointer(s, last, NULL);
1444
1445         page->freelist = start;
1446         page->inuse = page->objects;
1447         page->frozen = 1;
1448 out:
1449         return page;
1450 }
1451
1452 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1453 {
1454         int order = compound_order(page);
1455         int pages = 1 << order;
1456
1457         if (kmem_cache_debug(s)) {
1458                 void *p;
1459
1460                 slab_pad_check(s, page);
1461                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1462                                                 page->objects)
1463                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1464         }
1465
1466         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1467
1468         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1469                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1470                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1471                 -pages);
1472
1473         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1474         __ClearPageSlab(page);
1475
1476         memcg_release_pages(s, order);
1477         page_mapcount_reset(page);
1478         if (current->reclaim_state)
1479                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1480         __free_pages(page, order);
1481         memcg_uncharge_slab(s, order);
1482 }
1483
1484 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1485         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1486
1487 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1488 {
1489         struct page *page;
1490
1491         if (need_reserve_slab_rcu)
1492                 page = virt_to_head_page(h);
1493         else
1494                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1495
1496         __free_slab(page->slab_cache, page);
1497 }
1498
1499 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1500 {
1501         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1502                 struct rcu_head *head;
1503
1504                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1505                         int order = compound_order(page);
1506                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1507
1508                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1509                         head = page_address(page) + offset;
1510                 } else {
1511                         /*
1512                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1513                          */
1514                         head = (void *)&page->lru;
1515                 }
1516
1517                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1518         } else
1519                 __free_slab(s, page);
1520 }
1521
1522 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1523 {
1524         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1525         free_slab(s, page);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Management of partially allocated slabs.
1530  */
1531 static inline void
1532 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1533 {
1534         n->nr_partial++;
1535         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1536                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1537         else
1538                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1539 }
1540
1541 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1542                                 struct page *page, int tail)
1543 {
1544         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1545         __add_partial(n, page, tail);
1546 }
1547
1548 static inline void
1549 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1550 {
1551         list_del(&page->lru);
1552         n->nr_partial--;
1553 }
1554
1555 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1556                                         struct page *page)
1557 {
1558         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1559         __remove_partial(n, page);
1560 }
1561
1562 /*
1563  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1564  * return the pointer to the freelist.
1565  *
1566  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1567  */
1568 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1569                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1570                 int mode, int *objects)
1571 {
1572         void *freelist;
1573         unsigned long counters;
1574         struct page new;
1575
1576         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1577
1578         /*
1579          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1580          * The old freelist is the list of objects for the
1581          * per cpu allocation list.
1582          */
1583         freelist = page->freelist;
1584         counters = page->counters;
1585         new.counters = counters;
1586         *objects = new.objects - new.inuse;
1587         if (mode) {
1588                 new.inuse = page->objects;
1589                 new.freelist = NULL;
1590         } else {
1591                 new.freelist = freelist;
1592         }
1593
1594         VM_BUG_ON(new.frozen);
1595         new.frozen = 1;
1596
1597         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1598                         freelist, counters,
1599                         new.freelist, new.counters,
1600                         "acquire_slab"))
1601                 return NULL;
1602
1603         remove_partial(n, page);
1604         WARN_ON(!freelist);
1605         return freelist;
1606 }
1607
1608 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1609 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1610
1611 /*
1612  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1613  */
1614 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1615                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1616 {
1617         struct page *page, *page2;
1618         void *object = NULL;
1619         int available = 0;
1620         int objects;
1621
1622         /*
1623          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1624          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1625          * partial slab and there is none available then get_partials()
1626          * will return NULL.
1627          */
1628         if (!n || !n->nr_partial)
1629                 return NULL;
1630
1631         spin_lock(&n->list_lock);
1632         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1633                 void *t;
1634
1635                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1636                         continue;
1637
1638                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1639                 if (!t)
1640                         break;
1641
1642                 available += objects;
1643                 if (!object) {
1644                         c->page = page;
1645                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1646                         object = t;
1647                 } else {
1648                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1649                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1650                 }
1651                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1652                         || available > s->cpu_partial / 2)
1653                         break;
1654
1655         }
1656         spin_unlock(&n->list_lock);
1657         return object;
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1662  */
1663 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1664                 struct kmem_cache_cpu *c)
1665 {
1666 #ifdef CONFIG_NUMA
1667         struct zonelist *zonelist;
1668         struct zoneref *z;
1669         struct zone *zone;
1670         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1671         void *object;
1672         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1673
1674         /*
1675          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1676          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1677          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1678          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1679          *
1680          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1681          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1682          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1683          * from other nodes and filled up.
1684          *
1685          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1686          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1687          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1688          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1689          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1690          * with available objects.
1691          */
1692         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1693                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1694                 return NULL;
1695
1696         do {
1697                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1698                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1699                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1700                         struct kmem_cache_node *n;
1701
1702                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1703
1704                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1705                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1706                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1707                                 if (object) {
1708                                         /*
1709                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1710                                          * here - if mems_allowed was updated in
1711                                          * parallel, that was a harmless race
1712                                          * between allocation and the cpuset
1713                                          * update
1714                                          */
1715                                         return object;
1716                                 }
1717                         }
1718                 }
1719         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1720 #endif
1721         return NULL;
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Get a partial page, lock it and return it.
1726  */
1727 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1728                 struct kmem_cache_cpu *c)
1729 {
1730         void *object;
1731         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1732
1733         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1734         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1735                 return object;
1736
1737         return get_any_partial(s, flags, c);
1738 }
1739
1740 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1741 /*
1742  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1743  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1744  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1745  */
1746 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1747 #else
1748 /*
1749  * No preemption supported therefore also no need to check for
1750  * different cpus.
1751  */
1752 #define TID_STEP 1
1753 #endif
1754
1755 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1756 {
1757         return tid + TID_STEP;
1758 }
1759
1760 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1761 {
1762         return tid % TID_STEP;
1763 }
1764
1765 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1766 {
1767         return tid / TID_STEP;
1768 }
1769
1770 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1771 {
1772         return cpu;
1773 }
1774
1775 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1776                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1777 {
1778 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1779         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1780
1781         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1782
1783 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1784         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1785                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1786                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1787         else
1788 #endif
1789         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1790                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1791                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1792         else
1793                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1794                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1795 #endif
1796         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1797 }
1798
1799 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1800 {
1801         int cpu;
1802
1803         for_each_possible_cpu(cpu)
1804                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1805 }
1806
1807 /*
1808  * Remove the cpu slab
1809  */
1810 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1811                                 void *freelist)
1812 {
1813         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1814         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1815         int lock = 0;
1816         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1817         void *nextfree;
1818         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1819         struct page new;
1820         struct page old;
1821
1822         if (page->freelist) {
1823                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1824                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1825         }
1826
1827         /*
1828          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1829          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1830          * last one.
1831          *
1832          * There is no need to take the list->lock because the page
1833          * is still frozen.
1834          */
1835         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1836                 void *prior;
1837                 unsigned long counters;
1838
1839                 do {
1840                         prior = page->freelist;
1841                         counters = page->counters;
1842                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1843                         new.counters = counters;
1844                         new.inuse--;
1845                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1846
1847                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1848                         prior, counters,
1849                         freelist, new.counters,
1850                         "drain percpu freelist"));
1851
1852                 freelist = nextfree;
1853         }
1854
1855         /*
1856          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1857          * list presence reflects the actual number of objects
1858          * during unfreeze.
1859          *
1860          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1861          * with the count. If there is a mismatch then the page
1862          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1863          *
1864          * Then we restart the process which may have to remove
1865          * the page from the list that we just put it on again
1866          * because the number of objects in the slab may have
1867          * changed.
1868          */
1869 redo:
1870
1871         old.freelist = page->freelist;
1872         old.counters = page->counters;
1873         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1874
1875         /* Determine target state of the slab */
1876         new.counters = old.counters;
1877         if (freelist) {
1878                 new.inuse--;
1879                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1880                 new.freelist = freelist;
1881         } else
1882                 new.freelist = old.freelist;
1883
1884         new.frozen = 0;
1885
1886         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1887                 m = M_FREE;
1888         else if (new.freelist) {
1889                 m = M_PARTIAL;
1890                 if (!lock) {
1891                         lock = 1;
1892                         /*
1893                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1894                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1895                          * is frozen
1896                          */
1897                         spin_lock(&n->list_lock);
1898                 }
1899         } else {
1900                 m = M_FULL;
1901                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1902                         lock = 1;
1903                         /*
1904                          * This also ensures that the scanning of full
1905                          * slabs from diagnostic functions will not see
1906                          * any frozen slabs.
1907                          */
1908                         spin_lock(&n->list_lock);
1909                 }
1910         }
1911
1912         if (l != m) {
1913
1914                 if (l == M_PARTIAL)
1915
1916                         remove_partial(n, page);
1917
1918                 else if (l == M_FULL)
1919
1920                         remove_full(s, n, page);
1921
1922                 if (m == M_PARTIAL) {
1923
1924                         add_partial(n, page, tail);
1925                         stat(s, tail);
1926
1927                 } else if (m == M_FULL) {
1928
1929                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1930                         add_full(s, n, page);
1931
1932                 }
1933         }
1934
1935         l = m;
1936         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1937                                 old.freelist, old.counters,
1938                                 new.freelist, new.counters,
1939                                 "unfreezing slab"))
1940                 goto redo;
1941
1942         if (lock)
1943                 spin_unlock(&n->list_lock);
1944
1945         if (m == M_FREE) {
1946                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1947                 discard_slab(s, page);
1948                 stat(s, FREE_SLAB);
1949         }
1950 }
1951
1952 /*
1953  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1954  *
1955  * This function must be called with interrupts disabled
1956  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1957  * to guarantee no concurrent accesses).
1958  */
1959 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1960                 struct kmem_cache_cpu *c)
1961 {
1962 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1963         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1964         struct page *page, *discard_page = NULL;
1965
1966         while ((page = c->partial)) {
1967                 struct page new;
1968                 struct page old;
1969
1970                 c->partial = page->next;
1971
1972                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1973                 if (n != n2) {
1974                         if (n)
1975                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1976
1977                         n = n2;
1978                         spin_lock(&n->list_lock);
1979                 }
1980
1981                 do {
1982
1983                         old.freelist = page->freelist;
1984                         old.counters = page->counters;
1985                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1986
1987                         new.counters = old.counters;
1988                         new.freelist = old.freelist;
1989
1990                         new.frozen = 0;
1991
1992                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1993                                 old.freelist, old.counters,
1994                                 new.freelist, new.counters,
1995                                 "unfreezing slab"));
1996
1997                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1998                         page->next = discard_page;
1999                         discard_page = page;
2000                 } else {
2001                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2002                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2003                 }
2004         }
2005
2006         if (n)
2007                 spin_unlock(&n->list_lock);
2008
2009         while (discard_page) {
2010                 page = discard_page;
2011                 discard_page = discard_page->next;
2012
2013                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2014                 discard_slab(s, page);
2015                 stat(s, FREE_SLAB);
2016         }
2017 #endif
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2022  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2023  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2024  * onto a random cpus partial slot.
2025  *
2026  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2027  * per node partial list.
2028  */
2029 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2030 {
2031 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2032         struct page *oldpage;
2033         int pages;
2034         int pobjects;
2035
2036         do {
2037                 pages = 0;
2038                 pobjects = 0;
2039                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2040
2041                 if (oldpage) {
2042                         pobjects = oldpage->pobjects;
2043                         pages = oldpage->pages;
2044                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2045                                 unsigned long flags;
2046                                 /*
2047                                  * partial array is full. Move the existing
2048                                  * set to the per node partial list.
2049                                  */
2050                                 local_irq_save(flags);
2051                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2052                                 local_irq_restore(flags);
2053                                 oldpage = NULL;
2054                                 pobjects = 0;
2055                                 pages = 0;
2056                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2057                         }
2058                 }
2059
2060                 pages++;
2061                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2062
2063                 page->pages = pages;
2064                 page->pobjects = pobjects;
2065                 page->next = oldpage;
2066
2067         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2068                                                                 != oldpage);
2069 #endif
2070 }
2071
2072 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2073 {
2074         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2075         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2076
2077         c->tid = next_tid(c->tid);
2078         c->page = NULL;
2079         c->freelist = NULL;
2080 }
2081
2082 /*
2083  * Flush cpu slab.
2084  *
2085  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2086  */
2087 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2088 {
2089         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2090
2091         if (likely(c)) {
2092                 if (c->page)
2093                         flush_slab(s, c);
2094
2095                 unfreeze_partials(s, c);
2096         }
2097 }
2098
2099 static void flush_cpu_slab(void *d)
2100 {
2101         struct kmem_cache *s = d;
2102
2103         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2104 }
2105
2106 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2107 {
2108         struct kmem_cache *s = info;
2109         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2110
2111         return c->page || c->partial;
2112 }
2113
2114 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2115 {
2116         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2117 }
2118
2119 /*
2120  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2121  * locality expectations.
2122  */
2123 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2124 {
2125 #ifdef CONFIG_NUMA
2126         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2127                 return 0;
2128 #endif
2129         return 1;
2130 }
2131
2132 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2133 static int count_free(struct page *page)
2134 {
2135         return page->objects - page->inuse;
2136 }
2137
2138 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2139 {
2140         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2141 }
2142 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2143
2144 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2145 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2146                                         int (*get_count)(struct page *))
2147 {
2148         unsigned long flags;
2149         unsigned long x = 0;
2150         struct page *page;
2151
2152         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2153         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2154                 x += get_count(page);
2155         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2156         return x;
2157 }
2158 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2159
2160 static noinline void
2161 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2162 {
2163 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2164         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2165                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2166         int node;
2167
2168         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2169                 return;
2170
2171         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2172                 nid, gfpflags);
2173         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2174                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2175                 oo_order(s->min));
2176
2177         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2178                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2179                         s->name);
2180
2181         for_each_online_node(node) {
2182                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2183                 unsigned long nr_slabs;
2184                 unsigned long nr_objs;
2185                 unsigned long nr_free;
2186
2187                 if (!n)
2188                         continue;
2189
2190                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2191                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2192                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2193
2194                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2195                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2196         }
2197 #endif
2198 }
2199
2200 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2201                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2202 {
2203         void *freelist;
2204         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2205         struct page *page;
2206
2207         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2208
2209         if (freelist)
2210                 return freelist;
2211
2212         page = new_slab(s, flags, node);
2213         if (page) {
2214                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2215                 if (c->page)
2216                         flush_slab(s, c);
2217
2218                 /*
2219                  * No other reference to the page yet so we can
2220                  * muck around with it freely without cmpxchg
2221                  */
2222                 freelist = page->freelist;
2223                 page->freelist = NULL;
2224
2225                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2226                 c->page = page;
2227                 *pc = c;
2228         } else
2229                 freelist = NULL;
2230
2231         return freelist;
2232 }
2233
2234 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2235 {
2236         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2237                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2238
2239         return true;
2240 }
2241
2242 /*
2243  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2244  * per cpu freelist or deactivate the page.
2245  *
2246  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2247  *
2248  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2249  *
2250  * This function must be called with interrupt disabled.
2251  */
2252 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2253 {
2254         struct page new;
2255         unsigned long counters;
2256         void *freelist;
2257
2258         do {
2259                 freelist = page->freelist;
2260                 counters = page->counters;
2261
2262                 new.counters = counters;
2263                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2264
2265                 new.inuse = page->objects;
2266                 new.frozen = freelist != NULL;
2267
2268         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2269                 freelist, counters,
2270                 NULL, new.counters,
2271                 "get_freelist"));
2272
2273         return freelist;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2278  * debugging duties.
2279  *
2280  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2281  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2282  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2283  *
2284  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2285  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2286  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2287  *
2288  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2289  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2290  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2291  */
2292 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2293                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2294 {
2295         void *freelist;
2296         struct page *page;
2297         unsigned long flags;
2298
2299         local_irq_save(flags);
2300 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2301         /*
2302          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2303          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2304          * pointer.
2305          */
2306         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2307 #endif
2308
2309         page = c->page;
2310         if (!page)
2311                 goto new_slab;
2312 redo:
2313
2314         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2315                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2316                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2317                 c->page = NULL;
2318                 c->freelist = NULL;
2319                 goto new_slab;
2320         }
2321
2322         /*
2323          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2324          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2325          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2326          */
2327         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2328                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2329                 c->page = NULL;
2330                 c->freelist = NULL;
2331                 goto new_slab;
2332         }
2333
2334         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2335         freelist = c->freelist;
2336         if (freelist)
2337                 goto load_freelist;
2338
2339         freelist = get_freelist(s, page);
2340
2341         if (!freelist) {
2342                 c->page = NULL;
2343                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2344                 goto new_slab;
2345         }
2346
2347         stat(s, ALLOC_REFILL);
2348
2349 load_freelist:
2350         /*
2351          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2352          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2353          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2354          */
2355         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2356         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2357         c->tid = next_tid(c->tid);
2358         local_irq_restore(flags);
2359         return freelist;
2360
2361 new_slab:
2362
2363         if (c->partial) {
2364                 page = c->page = c->partial;
2365                 c->partial = page->next;
2366                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2367                 c->freelist = NULL;
2368                 goto redo;
2369         }
2370
2371         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2372
2373         if (unlikely(!freelist)) {
2374                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2375                 local_irq_restore(flags);
2376                 return NULL;
2377         }
2378
2379         page = c->page;
2380         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2381                 goto load_freelist;
2382
2383         /* Only entered in the debug case */
2384         if (kmem_cache_debug(s) &&
2385                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2386                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2387
2388         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2389         c->page = NULL;
2390         c->freelist = NULL;
2391         local_irq_restore(flags);
2392         return freelist;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2397  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2398  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2399  *
2400  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2401  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2402  *
2403  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2404  */
2405 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2406                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2407 {
2408         void **object;
2409         struct kmem_cache_cpu *c;
2410         struct page *page;
2411         unsigned long tid;
2412
2413         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2414                 return NULL;
2415
2416         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2417 redo:
2418         /*
2419          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2420          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2421          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2422          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2423          *
2424          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2425          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2426          * on a different processor between the determination of the pointer
2427          * and the retrieval of the tid.
2428          */
2429         preempt_disable();
2430         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2431
2432         /*
2433          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2434          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2435          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2436          * linked list in between.
2437          */
2438         tid = c->tid;
2439         preempt_enable();
2440
2441         object = c->freelist;
2442         page = c->page;
2443         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2444                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2445                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2446         } else {
2447                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2448
2449                 /*
2450                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2451                  * operation and if we are on the right processor.
2452                  *
2453                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2454                  * semantics!)
2455                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2456                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2457                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2458                  *
2459                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2460                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2461                  * other cpus.
2462                  */
2463                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2464                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2465                                 object, tid,
2466                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2467
2468                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2469                         goto redo;
2470                 }
2471                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2472                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2473         }
2474
2475         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2476                 memset(object, 0, s->object_size);
2477
2478         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2479
2480         return object;
2481 }
2482
2483 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2484                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2485 {
2486         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2487 }
2488
2489 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2490 {
2491         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2492
2493         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2494                                 s->size, gfpflags);
2495
2496         return ret;
2497 }
2498 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2499
2500 #ifdef CONFIG_TRACING
2501 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2502 {
2503         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2504         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2505         return ret;
2506 }
2507 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2508 #endif
2509
2510 #ifdef CONFIG_NUMA
2511 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2512 {
2513         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2514
2515         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2516                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2517
2518         return ret;
2519 }
2520 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2521
2522 #ifdef CONFIG_TRACING
2523 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2524                                     gfp_t gfpflags,
2525                                     int node, size_t size)
2526 {
2527         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2528
2529         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2530                            size, s->size, gfpflags, node);
2531         return ret;
2532 }
2533 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2534 #endif
2535 #endif
2536
2537 /*
2538  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2539  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2540  *
2541  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2542  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2543  * handling required then we can return immediately.
2544  */
2545 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2546                         void *x, unsigned long addr)
2547 {
2548         void *prior;
2549         void **object = (void *)x;
2550         int was_frozen;
2551         struct page new;
2552         unsigned long counters;
2553         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2554         unsigned long uninitialized_var(flags);
2555
2556         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2557
2558         if (kmem_cache_debug(s) &&
2559                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2560                 return;
2561
2562         do {
2563                 if (unlikely(n)) {
2564                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2565                         n = NULL;
2566                 }
2567                 prior = page->freelist;
2568                 counters = page->counters;
2569                 set_freepointer(s, object, prior);
2570                 new.counters = counters;
2571                 was_frozen = new.frozen;
2572                 new.inuse--;
2573                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2574
2575                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2576
2577                                 /*
2578                                  * Slab was on no list before and will be
2579                                  * partially empty
2580                                  * We can defer the list move and instead
2581                                  * freeze it.
2582                                  */
2583                                 new.frozen = 1;
2584
2585                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2586
2587                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2588                                 /*
2589                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2590                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2591                                  * drop the list_lock without any processing.
2592                                  *
2593                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2594                                  * other processors updating the list of slabs.
2595                                  */
2596                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2597
2598                         }
2599                 }
2600
2601         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2602                 prior, counters,
2603                 object, new.counters,
2604                 "__slab_free"));
2605
2606         if (likely(!n)) {
2607
2608                 /*
2609                  * If we just froze the page then put it onto the
2610                  * per cpu partial list.
2611                  */
2612                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2613                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2614                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2615                 }
2616                 /*
2617                  * The list lock was not taken therefore no list
2618                  * activity can be necessary.
2619                  */
2620                 if (was_frozen)
2621                         stat(s, FREE_FROZEN);
2622                 return;
2623         }
2624
2625         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2626                 goto slab_empty;
2627
2628         /*
2629          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2630          * then add it.
2631          */
2632         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2633                 if (kmem_cache_debug(s))
2634                         remove_full(s, n, page);
2635                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2636                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2637         }
2638         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2639         return;
2640
2641 slab_empty:
2642         if (prior) {
2643                 /*
2644                  * Slab on the partial list.
2645                  */
2646                 remove_partial(n, page);
2647                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2648         } else {
2649                 /* Slab must be on the full list */
2650                 remove_full(s, n, page);
2651         }
2652
2653         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2654         stat(s, FREE_SLAB);
2655         discard_slab(s, page);
2656 }
2657
2658 /*
2659  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2660  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2661  *
2662  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2663  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2664  * the item before.
2665  *
2666  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2667  * with all sorts of special processing.
2668  */
2669 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2670                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2671 {
2672         void **object = (void *)x;
2673         struct kmem_cache_cpu *c;
2674         unsigned long tid;
2675
2676         slab_free_hook(s, x);
2677
2678 redo:
2679         /*
2680          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2681          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2682          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2683          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2684          */
2685         preempt_disable();
2686         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2687
2688         tid = c->tid;
2689         preempt_enable();
2690
2691         if (likely(page == c->page)) {
2692                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2693
2694                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2695                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2696                                 c->freelist, tid,
2697                                 object, next_tid(tid)))) {
2698
2699                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2700                         goto redo;
2701                 }
2702                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2703         } else
2704                 __slab_free(s, page, x, addr);
2705
2706 }
2707
2708 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2709 {
2710         s = cache_from_obj(s, x);
2711         if (!s)
2712                 return;
2713         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2714         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2715 }
2716 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2717
2718 /*
2719  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2720  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2721  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2722  * another.
2723  *
2724  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2725  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2726  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2727  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2728  * locking overhead.
2729  */
2730
2731 /*
2732  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2733  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2734  * and increases the number of allocations possible without having to
2735  * take the list_lock.
2736  */
2737 static int slub_min_order;
2738 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2739 static int slub_min_objects;
2740
2741 /*
2742  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2743  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2744  */
2745 static int slub_nomerge;
2746
2747 /*
2748  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2749  *
2750  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2751  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2752  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2753  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2754  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2755  * would be wasted.
2756  *
2757  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2758  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2759  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2760  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2761  *
2762  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2763  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2764  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2765  * of space in favor of a small page order.
2766  *
2767  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2768  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2769  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2770  * the smallest order which will fit the object.
2771  */
2772 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2773                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2774 {
2775         int order;
2776         int rem;
2777         int min_order = slub_min_order;
2778
2779         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2780                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2781
2782         for (order = max(min_order,
2783                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2784                         order <= max_order; order++) {
2785
2786                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2787
2788                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2789                         continue;
2790
2791                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2792
2793                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2794                         break;
2795
2796         }
2797
2798         return order;
2799 }
2800
2801 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2802 {
2803         int order;
2804         int min_objects;
2805         int fraction;
2806         int max_objects;
2807
2808         /*
2809          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2810          * works by first attempting to generate a layout with
2811          * the best configuration and backing off gradually.
2812          *
2813          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2814          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2815          */
2816         min_objects = slub_min_objects;
2817         if (!min_objects)
2818                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2819         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2820         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2821
2822         while (min_objects > 1) {
2823                 fraction = 16;
2824                 while (fraction >= 4) {
2825                         order = slab_order(size, min_objects,
2826                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2827                         if (order <= slub_max_order)
2828                                 return order;
2829                         fraction /= 2;
2830                 }
2831                 min_objects--;
2832         }
2833
2834         /*
2835          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2836          * lets see if we can place a single object there.
2837          */
2838         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2839         if (order <= slub_max_order)
2840                 return order;
2841
2842         /*
2843          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2844          */
2845         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2846         if (order < MAX_ORDER)
2847                 return order;
2848         return -ENOSYS;
2849 }
2850
2851 static void
2852 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2853 {
2854         n->nr_partial = 0;
2855         spin_lock_init(&n->list_lock);
2856         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2857 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2858         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2859         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2860         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2861 #endif
2862 }
2863
2864 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2865 {
2866         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2867                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2868
2869         /*
2870          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2871          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2872          */
2873         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2874                                      2 * sizeof(void *));
2875
2876         if (!s->cpu_slab)
2877                 return 0;
2878
2879         init_kmem_cache_cpus(s);
2880
2881         return 1;
2882 }
2883
2884 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2885
2886 /*
2887  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2888  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2889  * possible.
2890  *
2891  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2892  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2893  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2894  */
2895 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2896 {
2897         struct page *page;
2898         struct kmem_cache_node *n;
2899
2900         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2901
2902         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2903
2904         BUG_ON(!page);
2905         if (page_to_nid(page) != node) {
2906                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
2907                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
2908         }
2909
2910         n = page->freelist;
2911         BUG_ON(!n);
2912         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2913         page->inuse = 1;
2914         page->frozen = 0;
2915         kmem_cache_node->node[node] = n;
2916 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2917         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2918         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2919 #endif
2920         init_kmem_cache_node(n);
2921         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2922
2923         /*
2924          * No locks need to be taken here as it has just been
2925          * initialized and there is no concurrent access.
2926          */
2927         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2928 }
2929
2930 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2931 {
2932         int node;
2933
2934         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2935                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2936
2937                 if (n)
2938                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2939
2940                 s->node[node] = NULL;
2941         }
2942 }
2943
2944 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2945 {
2946         int node;
2947
2948         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2949                 struct kmem_cache_node *n;
2950
2951                 if (slab_state == DOWN) {
2952                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2953                         continue;
2954                 }
2955                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2956                                                 GFP_KERNEL, node);
2957
2958                 if (!n) {
2959                         free_kmem_cache_nodes(s);
2960                         return 0;
2961                 }
2962
2963                 s->node[node] = n;
2964                 init_kmem_cache_node(n);
2965         }
2966         return 1;
2967 }
2968
2969 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2970 {
2971         if (min < MIN_PARTIAL)
2972                 min = MIN_PARTIAL;
2973         else if (min > MAX_PARTIAL)
2974                 min = MAX_PARTIAL;
2975         s->min_partial = min;
2976 }
2977
2978 /*
2979  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2980  * a slab object.
2981  */
2982 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2983 {
2984         unsigned long flags = s->flags;
2985         unsigned long size = s->object_size;
2986         int order;
2987
2988         /*
2989          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2990          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2991          * the possible location of the free pointer.
2992          */
2993         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2994
2995 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2996         /*
2997          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2998          * the slab may touch the object after free or before allocation
2999          * then we should never poison the object itself.
3000          */
3001         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3002                         !s->ctor)
3003                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3004         else
3005                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3006
3007
3008         /*
3009          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3010          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3011          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3012          */
3013         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3014                 size += sizeof(void *);
3015 #endif
3016
3017         /*
3018          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3019          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3020          */
3021         s->inuse = size;
3022
3023         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3024                 s->ctor)) {
3025                 /*
3026                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3027                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3028                  * kmem_cache_free.
3029                  *
3030                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3031                  * destructor or are poisoning the objects.
3032                  */
3033                 s->offset = size;
3034                 size += sizeof(void *);
3035         }
3036
3037 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3038         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3039                 /*
3040                  * Need to store information about allocs and frees after
3041                  * the object.
3042                  */
3043                 size += 2 * sizeof(struct track);
3044
3045         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3046                 /*
3047                  * Add some empty padding so that we can catch
3048                  * overwrites from earlier objects rather than let
3049                  * tracking information or the free pointer be
3050                  * corrupted if a user writes before the start
3051                  * of the object.
3052                  */
3053                 size += sizeof(void *);
3054 #endif
3055
3056         /*
3057          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3058          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3059          * each object to conform to the alignment.
3060          */
3061         size = ALIGN(size, s->align);
3062         s->size = size;
3063         if (forced_order >= 0)
3064                 order = forced_order;
3065         else
3066                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3067
3068         if (order < 0)
3069                 return 0;
3070
3071         s->allocflags = 0;
3072         if (order)
3073                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3074
3075         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3076                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3077
3078         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3079                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3080
3081         /*
3082          * Determine the number of objects per slab
3083          */
3084         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3085         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3086         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3087                 s->max = s->oo;
3088
3089         return !!oo_objects(s->oo);
3090 }
3091
3092 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3093 {
3094         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3095         s->reserved = 0;
3096
3097         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3098                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3099
3100         if (!calculate_sizes(s, -1))
3101                 goto error;
3102         if (disable_higher_order_debug) {
3103                 /*
3104                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3105                  * order increased.
3106                  */
3107                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3108                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3109                         s->offset = 0;
3110                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3111                                 goto error;
3112                 }
3113         }
3114
3115 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3116     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3117         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3118                 /* Enable fast mode */
3119                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3120 #endif
3121
3122         /*
3123          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3124          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3125          */
3126         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3127
3128         /*
3129          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3130          * per cpu partial lists of a processor.
3131          *
3132          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3133          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3134          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3135          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3136          *
3137          * This setting also determines
3138          *
3139          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3140          *    per node list when we reach the limit.
3141          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3142          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3143          *    50% to keep some capacity around for frees.
3144          */
3145         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3146                 s->cpu_partial = 0;
3147         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3148                 s->cpu_partial = 2;
3149         else if (s->size >= 1024)
3150                 s->cpu_partial = 6;
3151         else if (s->size >= 256)
3152                 s->cpu_partial = 13;
3153         else
3154                 s->cpu_partial = 30;
3155
3156 #ifdef CONFIG_NUMA
3157         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3158 #endif
3159         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3160                 goto error;
3161
3162         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3163                 return 0;
3164
3165         free_kmem_cache_nodes(s);
3166 error:
3167         if (flags & SLAB_PANIC)
3168                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3169                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3170                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3171                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3172         return -EINVAL;
3173 }
3174
3175 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3176                                                         const char *text)
3177 {
3178 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3179         void *addr = page_address(page);
3180         void *p;
3181         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3182                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3183         if (!map)
3184                 return;
3185         slab_err(s, page, text, s->name);
3186         slab_lock(page);
3187
3188         get_map(s, page, map);
3189         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3190
3191                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3192                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3193                         print_tracking(s, p);
3194                 }
3195         }
3196         slab_unlock(page);
3197         kfree(map);
3198 #endif
3199 }
3200
3201 /*
3202  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3203  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3204  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3205  */
3206 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3207 {
3208         struct page *page, *h;
3209
3210         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3211                 if (!page->inuse) {
3212                         __remove_partial(n, page);
3213                         discard_slab(s, page);
3214                 } else {
3215                         list_slab_objects(s, page,
3216                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3217                 }
3218         }
3219 }
3220
3221 /*
3222  * Release all resources used by a slab cache.
3223  */
3224 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3225 {
3226         int node;
3227
3228         flush_all(s);
3229         /* Attempt to free all objects */
3230         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3231                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3232
3233                 free_partial(s, n);
3234                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3235                         return 1;
3236         }
3237         free_percpu(s->cpu_slab);
3238         free_kmem_cache_nodes(s);
3239         return 0;
3240 }
3241
3242 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3243 {
3244         return kmem_cache_close(s);
3245 }
3246
3247 /********************************************************************
3248  *              Kmalloc subsystem
3249  *******************************************************************/
3250
3251 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3252 {
3253         get_option(&str, &slub_min_order);
3254
3255         return 1;
3256 }
3257
3258 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3259
3260 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3261 {
3262         get_option(&str, &slub_max_order);
3263         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3264
3265         return 1;
3266 }
3267
3268 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3269
3270 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3271 {
3272         get_option(&str, &slub_min_objects);
3273
3274         return 1;
3275 }
3276
3277 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3278
3279 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3280 {
3281         slub_nomerge = 1;
3282         return 1;
3283 }
3284
3285 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3286
3287 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3288 {
3289         struct kmem_cache *s;
3290         void *ret;
3291
3292         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3293                 return kmalloc_large(size, flags);
3294
3295         s = kmalloc_slab(size, flags);
3296
3297         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3298                 return s;
3299
3300         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3301
3302         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3303
3304         return ret;
3305 }
3306 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3307
3308 #ifdef CONFIG_NUMA
3309 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3310 {
3311         struct page *page;
3312         void *ptr = NULL;
3313
3314         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3315         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3316         if (page)
3317                 ptr = page_address(page);
3318
3319         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3320         return ptr;
3321 }
3322
3323 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3324 {
3325         struct kmem_cache *s;
3326         void *ret;
3327
3328         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3329                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3330
3331                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3332                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3333                                    flags, node);
3334
3335                 return ret;
3336         }
3337
3338         s = kmalloc_slab(size, flags);
3339
3340         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3341                 return s;
3342
3343         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3344
3345         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3346
3347         return ret;
3348 }
3349 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3350 #endif
3351
3352 size_t ksize(const void *object)
3353 {
3354         struct page *page;
3355
3356         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3357                 return 0;
3358
3359         page = virt_to_head_page(object);
3360
3361         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3362                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3363                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3364         }
3365
3366         return slab_ksize(page->slab_cache);
3367 }
3368 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3369
3370 void kfree(const void *x)
3371 {
3372         struct page *page;
3373         void *object = (void *)x;
3374
3375         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3376
3377         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3378                 return;
3379
3380         page = virt_to_head_page(x);
3381         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3382                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3383                 kfree_hook(x);
3384                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3385                 return;
3386         }
3387         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3388 }
3389 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3390
3391 /*
3392  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3393  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3394  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3395  * and thus they can be removed from the partial lists.
3396  *
3397  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3398  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3399  * are freed in them.
3400  */
3401 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3402 {
3403         int node;
3404         int i;
3405         struct kmem_cache_node *n;
3406         struct page *page;
3407         struct page *t;
3408         int objects = oo_objects(s->max);
3409         struct list_head *slabs_by_inuse =
3410                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3411         unsigned long flags;
3412
3413         if (!slabs_by_inuse)
3414                 return -ENOMEM;
3415
3416         flush_all(s);
3417         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3418                 n = get_node(s, node);
3419
3420                 if (!n->nr_partial)
3421                         continue;
3422
3423                 for (i = 0; i < objects; i++)
3424                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3425
3426                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3427
3428                 /*
3429                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3430                  *
3431                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3432                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3433                  */
3434                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3435                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3436                         if (!page->inuse)
3437                                 n->nr_partial--;
3438                 }
3439
3440                 /*
3441                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3442                  * first and the least used slabs at the end.
3443                  */
3444                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3445                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3446
3447                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3448
3449                 /* Release empty slabs */
3450                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3451                         discard_slab(s, page);
3452         }
3453
3454         kfree(slabs_by_inuse);
3455         return 0;
3456 }
3457 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3458
3459 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3460 {
3461         struct kmem_cache *s;
3462
3463         mutex_lock(&slab_mutex);
3464         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3465                 kmem_cache_shrink(s);
3466         mutex_unlock(&slab_mutex);
3467
3468         return 0;
3469 }
3470
3471 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3472 {
3473         struct kmem_cache_node *n;
3474         struct kmem_cache *s;
3475         struct memory_notify *marg = arg;
3476         int offline_node;
3477
3478         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3479
3480         /*
3481          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3482          * for it yet.
3483          */
3484         if (offline_node < 0)
3485                 return;
3486
3487         mutex_lock(&slab_mutex);
3488         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3489                 n = get_node(s, offline_node);
3490                 if (n) {
3491                         /*
3492                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3493                          * that is going down. We were unable to free them,
3494                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3495                          * callback. So, we must fail.
3496                          */
3497                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3498
3499                         s->node[offline_node] = NULL;
3500                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3501                 }
3502         }
3503         mutex_unlock(&slab_mutex);
3504 }
3505
3506 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3507 {
3508         struct kmem_cache_node *n;
3509         struct kmem_cache *s;
3510         struct memory_notify *marg = arg;
3511         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3512         int ret = 0;
3513
3514         /*
3515          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3516          * already created. Nothing to do.
3517          */
3518         if (nid < 0)
3519                 return 0;
3520
3521         /*
3522          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3523          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3524          * online.
3525          */
3526         mutex_lock(&slab_mutex);
3527         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3528                 /*
3529                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3530                  *      since memory is not yet available from the node that
3531                  *      is brought up.
3532                  */
3533                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3534                 if (!n) {
3535                         ret = -ENOMEM;
3536                         goto out;
3537                 }
3538                 init_kmem_cache_node(n);
3539                 s->node[nid] = n;
3540         }
3541 out:
3542         mutex_unlock(&slab_mutex);
3543         return ret;
3544 }
3545
3546 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3547                                 unsigned long action, void *arg)
3548 {
3549         int ret = 0;
3550
3551         switch (action) {
3552         case MEM_GOING_ONLINE:
3553                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3554                 break;
3555         case MEM_GOING_OFFLINE:
3556                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3557                 break;
3558         case MEM_OFFLINE:
3559         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3560                 slab_mem_offline_callback(arg);
3561                 break;
3562         case MEM_ONLINE:
3563         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3564                 break;
3565         }
3566         if (ret)
3567                 ret = notifier_from_errno(ret);
3568         else
3569                 ret = NOTIFY_OK;
3570         return ret;
3571 }
3572
3573 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3574         .notifier_call = slab_memory_callback,
3575         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3576 };
3577
3578 /********************************************************************
3579  *                      Basic setup of slabs
3580  *******************************************************************/
3581
3582 /*
3583  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3584  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3585  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3586  */
3587
3588 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3589 {
3590         int node;
3591         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3592
3593         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3594
3595         /*
3596          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3597          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3598          * IPIs around.
3599          */
3600         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3601         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3602                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3603                 struct page *p;
3604
3605                 if (n) {
3606                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3607                                 p->slab_cache = s;
3608
3609 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3610                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3611                                 p->slab_cache = s;
3612 #endif
3613                 }
3614         }
3615         list_add(&s->list, &slab_caches);
3616         return s;
3617 }
3618
3619 void __init kmem_cache_init(void)
3620 {
3621         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3622                 boot_kmem_cache_node;
3623
3624         if (debug_guardpage_minorder())
3625                 slub_max_order = 0;
3626
3627         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3628         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3629
3630         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3631                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3632
3633         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3634
3635         /* Able to allocate the per node structures */
3636         slab_state = PARTIAL;
3637
3638         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3639                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3640                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3641                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3642
3643         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3644
3645         /*
3646          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3647          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3648          * update any list pointers.
3649          */
3650         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3651
3652         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3653         create_kmalloc_caches(0);
3654
3655 #ifdef CONFIG_SMP
3656         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3657 #endif
3658
3659         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3660                 cache_line_size(),
3661                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3662                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3663 }
3664
3665 void __init kmem_cache_init_late(void)
3666 {
3667 }
3668
3669 /*
3670  * Find a mergeable slab cache
3671  */
3672 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3673 {
3674         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3675                 return 1;
3676
3677         if (!is_root_cache(s))
3678                 return 1;
3679
3680         if (s->ctor)
3681                 return 1;
3682
3683         /*
3684          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3685          */
3686         if (s->refcount < 0)
3687                 return 1;
3688
3689         return 0;
3690 }
3691
3692 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size, size_t align,
3693                 unsigned long flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
3694 {
3695         struct kmem_cache *s;
3696
3697         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3698                 return NULL;
3699
3700         if (ctor)
3701                 return NULL;
3702
3703         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3704         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3705         size = ALIGN(size, align);
3706         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3707
3708         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3709                 if (slab_unmergeable(s))
3710                         continue;
3711
3712                 if (size > s->size)
3713                         continue;
3714
3715                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3716                         continue;
3717                 /*
3718                  * Check if alignment is compatible.
3719                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3720                  */
3721                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3722                         continue;
3723
3724                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3725                         continue;
3726
3727                 return s;
3728         }
3729         return NULL;
3730 }
3731
3732 struct kmem_cache *
3733 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3734                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3735 {
3736         struct kmem_cache *s;
3737
3738         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3739         if (s) {
3740                 int i;
3741                 struct kmem_cache *c;
3742
3743                 s->refcount++;
3744
3745                 /*
3746                  * Adjust the object sizes so that we clear
3747                  * the complete object on kzalloc.
3748                  */
3749                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3750                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3751
3752                 for_each_memcg_cache_index(i) {
3753                         c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3754                         if (!c)
3755                                 continue;
3756                         c->object_size = s->object_size;
3757                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3758                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3759                 }
3760
3761                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3762                         s->refcount--;
3763                         s = NULL;
3764                 }
3765         }
3766
3767         return s;
3768 }
3769
3770 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3771 {
3772         int err;
3773
3774         err = kmem_cache_open(s, flags);
3775         if (err)
3776                 return err;
3777
3778         /* Mutex is not taken during early boot */
3779         if (slab_state <= UP)
3780                 return 0;
3781
3782         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3783         err = sysfs_slab_add(s);
3784         if (err)
3785                 kmem_cache_close(s);
3786
3787         return err;
3788 }
3789
3790 #ifdef CONFIG_SMP
3791 /*
3792  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3793  * necessary.
3794  */
3795 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3796                 unsigned long action, void *hcpu)
3797 {
3798         long cpu = (long)hcpu;
3799         struct kmem_cache *s;
3800         unsigned long flags;
3801
3802         switch (action) {
3803         case CPU_UP_CANCELED:
3804         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3805         case CPU_DEAD:
3806         case CPU_DEAD_FROZEN:
3807                 mutex_lock(&slab_mutex);
3808                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3809                         local_irq_save(flags);
3810                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3811                         local_irq_restore(flags);
3812                 }
3813                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3814                 break;
3815         default:
3816                 break;
3817         }
3818         return NOTIFY_OK;
3819 }
3820
3821 static struct notifier_block slab_notifier = {
3822         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3823 };
3824
3825 #endif
3826
3827 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3828 {
3829         struct kmem_cache *s;
3830         void *ret;
3831
3832         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3833                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3834
3835         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3836
3837         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3838                 return s;
3839
3840         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3841
3842         /* Honor the call site pointer we received. */
3843         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3844
3845         return ret;
3846 }
3847
3848 #ifdef CONFIG_NUMA
3849 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3850                                         int node, unsigned long caller)
3851 {
3852         struct kmem_cache *s;
3853         void *ret;
3854
3855         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3856                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3857
3858                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3859                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3860                                    gfpflags, node);
3861
3862                 return ret;
3863         }
3864
3865         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3866
3867         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3868                 return s;
3869
3870         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3871
3872         /* Honor the call site pointer we received. */
3873         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3874
3875         return ret;
3876 }
3877 #endif
3878
3879 #ifdef CONFIG_SYSFS
3880 static int count_inuse(struct page *page)
3881 {
3882         return page->inuse;
3883 }
3884
3885 static int count_total(struct page *page)
3886 {
3887         return page->objects;
3888 }
3889 #endif
3890
3891 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3892 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3893                                                 unsigned long *map)
3894 {
3895         void *p;
3896         void *addr = page_address(page);
3897
3898         if (!check_slab(s, page) ||
3899                         !on_freelist(s, page, NULL))
3900                 return 0;
3901
3902         /* Now we know that a valid freelist exists */
3903         bitmap_zero(map, page->objects);
3904
3905         get_map(s, page, map);
3906         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3907                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3908                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3909                                 return 0;
3910         }
3911
3912         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3913                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3914                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3915                                 return 0;
3916         return 1;
3917 }
3918
3919 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3920                                                 unsigned long *map)
3921 {
3922         slab_lock(page);
3923         validate_slab(s, page, map);
3924         slab_unlock(page);
3925 }
3926
3927 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3928                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3929 {
3930         unsigned long count = 0;
3931         struct page *page;
3932         unsigned long flags;
3933
3934         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3935
3936         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3937                 validate_slab_slab(s, page, map);
3938                 count++;
3939         }
3940         if (count != n->nr_partial)
3941                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3942                        s->name, count, n->nr_partial);
3943
3944         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3945                 goto out;
3946
3947         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3948                 validate_slab_slab(s, page, map);
3949                 count++;
3950         }
3951         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3952                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
3953                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3954
3955 out:
3956         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3957         return count;
3958 }
3959
3960 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3961 {
3962         int node;
3963         unsigned long count = 0;
3964         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3965                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3966
3967         if (!map)
3968                 return -ENOMEM;
3969
3970         flush_all(s);
3971         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3972                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3973
3974                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3975         }
3976         kfree(map);
3977         return count;
3978 }
3979 /*
3980  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3981  * and freed.
3982  */
3983
3984 struct location {
3985         unsigned long count;
3986         unsigned long addr;
3987         long long sum_time;
3988         long min_time;
3989         long max_time;
3990         long min_pid;
3991         long max_pid;
3992         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3993         nodemask_t nodes;
3994 };
3995
3996 struct loc_track {
3997         unsigned long max;
3998         unsigned long count;
3999         struct location *loc;
4000 };
4001
4002 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4003 {
4004         if (t->max)
4005                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4006                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4007 }
4008
4009 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4010 {
4011         struct location *l;
4012         int order;
4013
4014         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4015
4016         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4017         if (!l)
4018                 return 0;
4019
4020         if (t->count) {
4021                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4022                 free_loc_track(t);
4023         }
4024         t->max = max;
4025         t->loc = l;
4026         return 1;
4027 }
4028
4029 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4030                                 const struct track *track)
4031 {
4032         long start, end, pos;
4033         struct location *l;
4034         unsigned long caddr;
4035         unsigned long age = jiffies - track->when;
4036
4037         start = -1;
4038         end = t->count;
4039
4040         for ( ; ; ) {
4041                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4042
4043                 /*
4044                  * There is nothing at "end". If we end up there
4045                  * we need to add something to before end.
4046                  */
4047                 if (pos == end)
4048                         break;
4049
4050                 caddr = t->loc[pos].addr;
4051                 if (track->addr == caddr) {
4052
4053                         l = &t->loc[pos];
4054                         l->count++;
4055                         if (track->when) {
4056                                 l->sum_time += age;
4057                                 if (age < l->min_time)
4058                                         l->min_time = age;
4059                                 if (age > l->max_time)
4060                                         l->max_time = age;
4061
4062                                 if (track->pid < l->min_pid)
4063                                         l->min_pid = track->pid;
4064                                 if (track->pid > l->max_pid)
4065                                         l->max_pid = track->pid;
4066
4067                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4068                                                 to_cpumask(l->cpus));
4069                         }
4070                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4071                         return 1;
4072                 }
4073
4074                 if (track->addr < caddr)
4075                         end = pos;
4076                 else
4077                         start = pos;
4078         }
4079
4080         /*
4081          * Not found. Insert new tracking element.
4082          */
4083         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4084                 return 0;
4085
4086         l = t->loc + pos;
4087         if (pos < t->count)
4088                 memmove(l + 1, l,
4089                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4090         t->count++;
4091         l->count = 1;
4092         l->addr = track->addr;
4093         l->sum_time = age;
4094         l->min_time = age;
4095         l->max_time = age;
4096         l->min_pid = track->pid;
4097         l->max_pid = track->pid;
4098         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4099         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4100         nodes_clear(l->nodes);
4101         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4102         return 1;
4103 }
4104
4105 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4106                 struct page *page, enum track_item alloc,
4107                 unsigned long *map)
4108 {
4109         void *addr = page_address(page);
4110         void *p;
4111
4112         bitmap_zero(map, page->objects);
4113         get_map(s, page, map);
4114
4115         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4116                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4117                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4118 }
4119
4120 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4121                                         enum track_item alloc)
4122 {
4123         int len = 0;
4124         unsigned long i;
4125         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4126         int node;
4127         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4128                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4129
4130         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4131                                      GFP_TEMPORARY)) {
4132                 kfree(map);
4133                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4134         }
4135         /* Push back cpu slabs */
4136         flush_all(s);
4137
4138         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4139                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4140                 unsigned long flags;
4141                 struct page *page;
4142
4143                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4144                         continue;
4145
4146                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4147                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4148                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4149                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4150                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4151                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4152         }
4153
4154         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4155                 struct location *l = &t.loc[i];
4156
4157                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4158                         break;
4159                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4160
4161                 if (l->addr)
4162                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4163                 else
4164                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4165
4166                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4167                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4168                                 l->min_time,
4169                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4170                                 l->max_time);
4171                 } else
4172                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4173                                 l->min_time);
4174
4175                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4176                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4177                                 l->min_pid, l->max_pid);
4178                 else
4179                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4180                                 l->min_pid);
4181
4182                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4183                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4184                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4185                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4186                         len += cpulist_scnprintf(buf + len,
4187                                                  PAGE_SIZE - len - 50,
4188                                                  to_cpumask(l->cpus));
4189                 }
4190
4191                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4192                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4193                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4194                         len += nodelist_scnprintf(buf + len,
4195                                                   PAGE_SIZE - len - 50,
4196                                                   l->nodes);
4197                 }
4198
4199                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4200         }
4201
4202         free_loc_track(&t);
4203         kfree(map);
4204         if (!t.count)
4205                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4206         return len;
4207 }
4208 #endif
4209
4210 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4211 static void resiliency_test(void)
4212 {
4213         u8 *p;
4214
4215         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4216
4217         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4218         pr_err("-----------------------\n");
4219         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4220
4221         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4222         p[16] = 0x12;
4223         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4224                p + 16);
4225
4226         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4227
4228         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4229         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4230         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4231         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4232                p);
4233         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4234
4235         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4236         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4237         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4238         *p = 0x56;
4239         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4240                p);
4241         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4242         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4243
4244         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4245         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4246         kfree(p);
4247         *p = 0x78;
4248         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4249         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4250
4251         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4252         kfree(p);
4253         p[50] = 0x9a;
4254         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4255         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4256
4257         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4258         kfree(p);
4259         p[512] = 0xab;
4260         pr_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                 pr_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                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5316                                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                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5326                                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 */