slub: improve bulk alloc strategy
[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/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
130         return !kmem_cache_debug(s);
131 #else
132         return false;
133 #endif
134 }
135
136 /*
137  * Issues still to be resolved:
138  *
139  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
140  *
141  * - Variable sizing of the per node arrays
142  */
143
144 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
145 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
146
147 /* Enable to log cmpxchg failures */
148 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
149
150 /*
151  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
152  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
153  */
154 #define MIN_PARTIAL 5
155
156 /*
157  * Maximum number of desirable partial slabs.
158  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
159  * sort the partial list by the number of objects in use.
160  */
161 #define MAX_PARTIAL 10
162
163 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
164                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
165
166 /*
167  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
168  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
169  * metadata.
170  */
171 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 #define OO_SHIFT        16
174 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
175 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
176
177 /* Internal SLUB flags */
178 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
179 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
192         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
193 #endif
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
210 #endif
211
212 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
213 {
214 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
215         /*
216          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
217          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
218          */
219         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
220 #endif
221 }
222
223 /********************************************************************
224  *                      Core slab cache functions
225  *******************************************************************/
226
227 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
228 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
229                                 struct page *page, const void *object)
230 {
231         void *base;
232
233         if (!object)
234                 return 1;
235
236         base = page_address(page);
237         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
238                 (object - base) % s->size) {
239                 return 0;
240         }
241
242         return 1;
243 }
244
245 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
246 {
247         return *(void **)(object + s->offset);
248 }
249
250 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
251 {
252         prefetch(object + s->offset);
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         void *p;
258
259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
260         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
261 #else
262         p = get_freepointer(s, object);
263 #endif
264         return p;
265 }
266
267 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
268 {
269         *(void **)(object + s->offset) = fp;
270 }
271
272 /* Loop over all objects in a slab */
273 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
275                         __p += (__s)->size)
276
277 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
278         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
279                         __p += (__s)->size, __idx++)
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
288 {
289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
290         /*
291          * Debugging requires use of the padding between object
292          * and whatever may come after it.
293          */
294         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
295                 return s->object_size;
296
297 #endif
298         /*
299          * If we have the need to store the freelist pointer
300          * back there or track user information then we can
301          * only use the space before that information.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
304                 return s->inuse;
305         /*
306          * Else we can use all the padding etc for the allocation
307          */
308         return s->size;
309 }
310
311 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
312 {
313         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
314 }
315
316 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
317                 unsigned long size, int reserved)
318 {
319         struct kmem_cache_order_objects x = {
320                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
321         };
322
323         return x;
324 }
325
326 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
327 {
328         return x.x >> OO_SHIFT;
329 }
330
331 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x & OO_MASK;
334 }
335
336 /*
337  * Per slab locking using the pagelock
338  */
339 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
340 {
341         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
342 }
343
344 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
345 {
346         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
347 }
348
349 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
350 {
351         struct page tmp;
352         tmp.counters = counters_new;
353         /*
354          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
355          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
356          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
357          * be careful and only assign to the fields we need.
358          */
359         page->frozen  = tmp.frozen;
360         page->inuse   = tmp.inuse;
361         page->objects = tmp.objects;
362 }
363
364 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
365 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
366                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
367                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
368                 const char *n)
369 {
370         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
371 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
372     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
373         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
374                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
375                                    freelist_old, counters_old,
376                                    freelist_new, counters_new))
377                         return true;
378         } else
379 #endif
380         {
381                 slab_lock(page);
382                 if (page->freelist == freelist_old &&
383                                         page->counters == counters_old) {
384                         page->freelist = freelist_new;
385                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
386                         slab_unlock(page);
387                         return true;
388                 }
389                 slab_unlock(page);
390         }
391
392         cpu_relax();
393         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
394
395 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
396         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
397 #endif
398
399         return false;
400 }
401
402 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
403                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
404                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
405                 const char *n)
406 {
407 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
408     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
409         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
410                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
411                                    freelist_old, counters_old,
412                                    freelist_new, counters_new))
413                         return true;
414         } else
415 #endif
416         {
417                 unsigned long flags;
418
419                 local_irq_save(flags);
420                 slab_lock(page);
421                 if (page->freelist == freelist_old &&
422                                         page->counters == counters_old) {
423                         page->freelist = freelist_new;
424                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
425                         slab_unlock(page);
426                         local_irq_restore(flags);
427                         return true;
428                 }
429                 slab_unlock(page);
430                 local_irq_restore(flags);
431         }
432
433         cpu_relax();
434         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
435
436 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
437         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
438 #endif
439
440         return false;
441 }
442
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
444 /*
445  * Determine a map of object in use on a page.
446  *
447  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
448  * not vanish from under us.
449  */
450 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
451 {
452         void *p;
453         void *addr = page_address(page);
454
455         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
456                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
457 }
458
459 /*
460  * Debug settings:
461  */
462 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
463 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
464 #else
465 static int slub_debug;
466 #endif
467
468 static char *slub_debug_slabs;
469 static int disable_higher_order_debug;
470
471 /*
472  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
473  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
474  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
475  * to tell kasan that these accesses are OK.
476  */
477 static inline void metadata_access_enable(void)
478 {
479         kasan_disable_current();
480 }
481
482 static inline void metadata_access_disable(void)
483 {
484         kasan_enable_current();
485 }
486
487 /*
488  * Object debugging
489  */
490 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
491 {
492         metadata_access_enable();
493         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
494                         length, 1);
495         metadata_access_disable();
496 }
497
498 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
499         enum track_item alloc)
500 {
501         struct track *p;
502
503         if (s->offset)
504                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
505         else
506                 p = object + s->inuse;
507
508         return p + alloc;
509 }
510
511 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
512                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
513 {
514         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
515
516         if (addr) {
517 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
518                 struct stack_trace trace;
519                 int i;
520
521                 trace.nr_entries = 0;
522                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
523                 trace.entries = p->addrs;
524                 trace.skip = 3;
525                 metadata_access_enable();
526                 save_stack_trace(&trace);
527                 metadata_access_disable();
528
529                 /* See rant in lockdep.c */
530                 if (trace.nr_entries != 0 &&
531                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
532                         trace.nr_entries--;
533
534                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
535                         p->addrs[i] = 0;
536 #endif
537                 p->addr = addr;
538                 p->cpu = smp_processor_id();
539                 p->pid = current->pid;
540                 p->when = jiffies;
541         } else
542                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
543 }
544
545 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
546 {
547         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
548                 return;
549
550         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
551         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
552 }
553
554 static void print_track(const char *s, struct track *t)
555 {
556         if (!t->addr)
557                 return;
558
559         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
560                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
561 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
562         {
563                 int i;
564                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
565                         if (t->addrs[i])
566                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
567                         else
568                                 break;
569         }
570 #endif
571 }
572
573 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
574 {
575         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
576                 return;
577
578         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
579         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
580 }
581
582 static void print_page_info(struct page *page)
583 {
584         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
585                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
586
587 }
588
589 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
590 {
591         struct va_format vaf;
592         va_list args;
593
594         va_start(args, fmt);
595         vaf.fmt = fmt;
596         vaf.va = &args;
597         pr_err("=============================================================================\n");
598         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
599         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
600
601         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
602         va_end(args);
603 }
604
605 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
606 {
607         struct va_format vaf;
608         va_list args;
609
610         va_start(args, fmt);
611         vaf.fmt = fmt;
612         vaf.va = &args;
613         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
614         va_end(args);
615 }
616
617 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
618 {
619         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
620         u8 *addr = page_address(page);
621
622         print_tracking(s, p);
623
624         print_page_info(page);
625
626         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
627                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
628
629         if (p > addr + 16)
630                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
631
632         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
633                                 PAGE_SIZE));
634         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
635                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
636                         s->inuse - s->object_size);
637
638         if (s->offset)
639                 off = s->offset + sizeof(void *);
640         else
641                 off = s->inuse;
642
643         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
644                 off += 2 * sizeof(struct track);
645
646         if (off != s->size)
647                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
648                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
649
650         dump_stack();
651 }
652
653 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
654                         u8 *object, char *reason)
655 {
656         slab_bug(s, "%s", reason);
657         print_trailer(s, page, object);
658 }
659
660 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
661                         const char *fmt, ...)
662 {
663         va_list args;
664         char buf[100];
665
666         va_start(args, fmt);
667         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
668         va_end(args);
669         slab_bug(s, "%s", buf);
670         print_page_info(page);
671         dump_stack();
672 }
673
674 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
675 {
676         u8 *p = object;
677
678         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
679                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
680                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
681         }
682
683         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
684                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
685 }
686
687 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
688                                                 void *from, void *to)
689 {
690         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
691         memset(from, data, to - from);
692 }
693
694 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
695                         u8 *object, char *what,
696                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
697 {
698         u8 *fault;
699         u8 *end;
700
701         metadata_access_enable();
702         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
703         metadata_access_disable();
704         if (!fault)
705                 return 1;
706
707         end = start + bytes;
708         while (end > fault && end[-1] == value)
709                 end--;
710
711         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
712         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
713                                         fault, end - 1, fault[0], value);
714         print_trailer(s, page, object);
715
716         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
717         return 0;
718 }
719
720 /*
721  * Object layout:
722  *
723  * object address
724  *      Bytes of the object to be managed.
725  *      If the freepointer may overlay the object then the free
726  *      pointer is the first word of the object.
727  *
728  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
729  *      0xa5 (POISON_END)
730  *
731  * object + s->object_size
732  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
733  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
734  *      object_size == inuse.
735  *
736  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
737  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
738  *
739  * object + s->inuse
740  *      Meta data starts here.
741  *
742  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
743  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
744  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
745  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
746  *              before the word boundary.
747  *
748  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
749  *
750  * object + s->size
751  *      Nothing is used beyond s->size.
752  *
753  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
754  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
755  * may be used with merged slabcaches.
756  */
757
758 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
759 {
760         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
761
762         if (s->offset)
763                 /* Freepointer is placed after the object. */
764                 off += sizeof(void *);
765
766         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
767                 /* We also have user information there */
768                 off += 2 * sizeof(struct track);
769
770         if (s->size == off)
771                 return 1;
772
773         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
774                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
775 }
776
777 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
778 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
779 {
780         u8 *start;
781         u8 *fault;
782         u8 *end;
783         int length;
784         int remainder;
785
786         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
787                 return 1;
788
789         start = page_address(page);
790         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
791         end = start + length;
792         remainder = length % s->size;
793         if (!remainder)
794                 return 1;
795
796         metadata_access_enable();
797         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
798         metadata_access_disable();
799         if (!fault)
800                 return 1;
801         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
802                 end--;
803
804         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
805         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
806
807         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
808         return 0;
809 }
810
811 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
812                                         void *object, u8 val)
813 {
814         u8 *p = object;
815         u8 *endobject = object + s->object_size;
816
817         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
818                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
819                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
820                         return 0;
821         } else {
822                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
823                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
824                                 endobject, POISON_INUSE,
825                                 s->inuse - s->object_size);
826                 }
827         }
828
829         if (s->flags & SLAB_POISON) {
830                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
831                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
832                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
833                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
834                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
835                         return 0;
836                 /*
837                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
838                  */
839                 check_pad_bytes(s, page, p);
840         }
841
842         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
843                 /*
844                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
845                  * freepointer while object is allocated.
846                  */
847                 return 1;
848
849         /* Check free pointer validity */
850         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
851                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
852                 /*
853                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
854                  * of the free objects in this slab. May cause
855                  * another error because the object count is now wrong.
856                  */
857                 set_freepointer(s, p, NULL);
858                 return 0;
859         }
860         return 1;
861 }
862
863 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
864 {
865         int maxobj;
866
867         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
868
869         if (!PageSlab(page)) {
870                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
871                 return 0;
872         }
873
874         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
875         if (page->objects > maxobj) {
876                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
877                         page->objects, maxobj);
878                 return 0;
879         }
880         if (page->inuse > page->objects) {
881                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
882                         page->inuse, page->objects);
883                 return 0;
884         }
885         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
886         slab_pad_check(s, page);
887         return 1;
888 }
889
890 /*
891  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
892  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
893  */
894 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
895 {
896         int nr = 0;
897         void *fp;
898         void *object = NULL;
899         int max_objects;
900
901         fp = page->freelist;
902         while (fp && nr <= page->objects) {
903                 if (fp == search)
904                         return 1;
905                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
906                         if (object) {
907                                 object_err(s, page, object,
908                                         "Freechain corrupt");
909                                 set_freepointer(s, object, NULL);
910                         } else {
911                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
912                                 page->freelist = NULL;
913                                 page->inuse = page->objects;
914                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
915                                 return 0;
916                         }
917                         break;
918                 }
919                 object = fp;
920                 fp = get_freepointer(s, object);
921                 nr++;
922         }
923
924         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
925         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
926                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
927
928         if (page->objects != max_objects) {
929                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
930                         "should be %d", page->objects, max_objects);
931                 page->objects = max_objects;
932                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
933         }
934         if (page->inuse != page->objects - nr) {
935                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
936                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
937                 page->inuse = page->objects - nr;
938                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
939         }
940         return search == NULL;
941 }
942
943 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
944                                                                 int alloc)
945 {
946         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
947                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
948                         s->name,
949                         alloc ? "alloc" : "free",
950                         object, page->inuse,
951                         page->freelist);
952
953                 if (!alloc)
954                         print_section("Object ", (void *)object,
955                                         s->object_size);
956
957                 dump_stack();
958         }
959 }
960
961 /*
962  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
963  */
964 static void add_full(struct kmem_cache *s,
965         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
966 {
967         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
968                 return;
969
970         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
971         list_add(&page->lru, &n->full);
972 }
973
974 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
975 {
976         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
977                 return;
978
979         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
980         list_del(&page->lru);
981 }
982
983 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
984 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
985 {
986         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
987
988         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
989 }
990
991 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
992 {
993         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
994 }
995
996 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
997 {
998         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
999
1000         /*
1001          * May be called early in order to allocate a slab for the
1002          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1003          * dilemma by deferring the increment of the count during
1004          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1005          */
1006         if (likely(n)) {
1007                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1008                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1009         }
1010 }
1011 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1012 {
1013         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1014
1015         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1016         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1017 }
1018
1019 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1020 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1021                                                                 void *object)
1022 {
1023         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1024                 return;
1025
1026         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1027         init_tracking(s, object);
1028 }
1029
1030 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1031                                         struct page *page,
1032                                         void *object, unsigned long addr)
1033 {
1034         if (!check_slab(s, page))
1035                 goto bad;
1036
1037         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1038                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1039                 goto bad;
1040         }
1041
1042         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1043                 goto bad;
1044
1045         /* Success perform special debug activities for allocs */
1046         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1047                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1048         trace(s, page, object, 1);
1049         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1050         return 1;
1051
1052 bad:
1053         if (PageSlab(page)) {
1054                 /*
1055                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1056                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1057                  * as used avoids touching the remaining objects.
1058                  */
1059                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1060                 page->inuse = page->objects;
1061                 page->freelist = NULL;
1062         }
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1067         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1068         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1069 {
1070         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1071
1072         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1073         slab_lock(page);
1074
1075         if (!check_slab(s, page))
1076                 goto fail;
1077
1078         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1079                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1080                 goto fail;
1081         }
1082
1083         if (on_freelist(s, page, object)) {
1084                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1085                 goto fail;
1086         }
1087
1088         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1089                 goto out;
1090
1091         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1092                 if (!PageSlab(page)) {
1093                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1094                                 "outside of slab", object);
1095                 } else if (!page->slab_cache) {
1096                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1097                                object);
1098                         dump_stack();
1099                 } else
1100                         object_err(s, page, object,
1101                                         "page slab pointer corrupt.");
1102                 goto fail;
1103         }
1104
1105         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1106                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1107         trace(s, page, object, 0);
1108         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1109 out:
1110         slab_unlock(page);
1111         /*
1112          * Keep node_lock to preserve integrity
1113          * until the object is actually freed
1114          */
1115         return n;
1116
1117 fail:
1118         slab_unlock(page);
1119         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1120         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1121         return NULL;
1122 }
1123
1124 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1125 {
1126         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1127         if (*str++ != '=' || !*str)
1128                 /*
1129                  * No options specified. Switch on full debugging.
1130                  */
1131                 goto out;
1132
1133         if (*str == ',')
1134                 /*
1135                  * No options but restriction on slabs. This means full
1136                  * debugging for slabs matching a pattern.
1137                  */
1138                 goto check_slabs;
1139
1140         slub_debug = 0;
1141         if (*str == '-')
1142                 /*
1143                  * Switch off all debugging measures.
1144                  */
1145                 goto out;
1146
1147         /*
1148          * Determine which debug features should be switched on
1149          */
1150         for (; *str && *str != ','; str++) {
1151                 switch (tolower(*str)) {
1152                 case 'f':
1153                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1154                         break;
1155                 case 'z':
1156                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1157                         break;
1158                 case 'p':
1159                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1160                         break;
1161                 case 'u':
1162                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1163                         break;
1164                 case 't':
1165                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1166                         break;
1167                 case 'a':
1168                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1169                         break;
1170                 case 'o':
1171                         /*
1172                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1173                          * order would increase as a result.
1174                          */
1175                         disable_higher_order_debug = 1;
1176                         break;
1177                 default:
1178                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1179                                *str);
1180                 }
1181         }
1182
1183 check_slabs:
1184         if (*str == ',')
1185                 slub_debug_slabs = str + 1;
1186 out:
1187         return 1;
1188 }
1189
1190 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1191
1192 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1193         unsigned long flags, const char *name,
1194         void (*ctor)(void *))
1195 {
1196         /*
1197          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1198          */
1199         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1200                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1201                 flags |= slub_debug;
1202
1203         return flags;
1204 }
1205 #else
1206 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1207                         struct page *page, void *object) {}
1208
1209 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1210         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1211
1212 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1213         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1214         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1215
1216 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1217                         { return 1; }
1218 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1219                         void *object, u8 val) { return 1; }
1220 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1221                                         struct page *page) {}
1222 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1223                                         struct page *page) {}
1224 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1225         unsigned long flags, const char *name,
1226         void (*ctor)(void *))
1227 {
1228         return flags;
1229 }
1230 #define slub_debug 0
1231
1232 #define disable_higher_order_debug 0
1233
1234 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1235                                                         { return 0; }
1236 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1237                                                         { return 0; }
1238 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1239                                                         int objects) {}
1240 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1241                                                         int objects) {}
1242
1243 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1244
1245 /*
1246  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1247  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1248  */
1249 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1250 {
1251         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1252         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1253 }
1254
1255 static inline void kfree_hook(const void *x)
1256 {
1257         kmemleak_free(x);
1258         kasan_kfree_large(x);
1259 }
1260
1261 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1262                                                      gfp_t flags)
1263 {
1264         flags &= gfp_allowed_mask;
1265         lockdep_trace_alloc(flags);
1266         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1267
1268         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1269                 return NULL;
1270
1271         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1272 }
1273
1274 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1275                                         gfp_t flags, void *object)
1276 {
1277         flags &= gfp_allowed_mask;
1278         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1279         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
1280         memcg_kmem_put_cache(s);
1281         kasan_slab_alloc(s, object);
1282 }
1283
1284 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1285 {
1286         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1287
1288         /*
1289          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1290          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1291          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1292          */
1293 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1294         {
1295                 unsigned long flags;
1296
1297                 local_irq_save(flags);
1298                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1299                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1300                 local_irq_restore(flags);
1301         }
1302 #endif
1303         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1304                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1305
1306         kasan_slab_free(s, x);
1307 }
1308
1309 /*
1310  * Slab allocation and freeing
1311  */
1312 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1313                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1314 {
1315         struct page *page;
1316         int order = oo_order(oo);
1317
1318         flags |= __GFP_NOTRACK;
1319
1320         if (memcg_charge_slab(s, flags, order))
1321                 return NULL;
1322
1323         if (node == NUMA_NO_NODE)
1324                 page = alloc_pages(flags, order);
1325         else
1326                 page = alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1327
1328         if (!page)
1329                 memcg_uncharge_slab(s, order);
1330
1331         return page;
1332 }
1333
1334 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1335 {
1336         struct page *page;
1337         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1338         gfp_t alloc_gfp;
1339
1340         flags &= gfp_allowed_mask;
1341
1342         if (flags & __GFP_WAIT)
1343                 local_irq_enable();
1344
1345         flags |= s->allocflags;
1346
1347         /*
1348          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1349          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1350          */
1351         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1352
1353         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1354         if (unlikely(!page)) {
1355                 oo = s->min;
1356                 alloc_gfp = flags;
1357                 /*
1358                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1359                  * Try a lower order alloc if possible
1360                  */
1361                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1362
1363                 if (page)
1364                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1365         }
1366
1367         if (kmemcheck_enabled && page
1368                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1369                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1370
1371                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1372
1373                 /*
1374                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1375                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1376                  */
1377                 if (s->ctor)
1378                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1379                 else
1380                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1381         }
1382
1383         if (flags & __GFP_WAIT)
1384                 local_irq_disable();
1385         if (!page)
1386                 return NULL;
1387
1388         page->objects = oo_objects(oo);
1389         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1390                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1391                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1392                 1 << oo_order(oo));
1393
1394         return page;
1395 }
1396
1397 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1398                                 void *object)
1399 {
1400         setup_object_debug(s, page, object);
1401         if (unlikely(s->ctor)) {
1402                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1403                 s->ctor(object);
1404                 kasan_poison_object_data(s, object);
1405         }
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 *p;
1413         int order;
1414         int idx;
1415
1416         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1417                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1418                 BUG();
1419         }
1420
1421         page = allocate_slab(s,
1422                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1423         if (!page)
1424                 goto out;
1425
1426         order = compound_order(page);
1427         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1428         page->slab_cache = s;
1429         __SetPageSlab(page);
1430         if (page_is_pfmemalloc(page))
1431                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1432
1433         start = page_address(page);
1434
1435         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1436                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1437
1438         kasan_poison_slab(page);
1439
1440         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1441                 setup_object(s, page, p);
1442                 if (likely(idx < page->objects))
1443                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1444                 else
1445                         set_freepointer(s, p, NULL);
1446         }
1447
1448         page->freelist = start;
1449         page->inuse = page->objects;
1450         page->frozen = 1;
1451 out:
1452         return page;
1453 }
1454
1455 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1456 {
1457         int order = compound_order(page);
1458         int pages = 1 << order;
1459
1460         if (kmem_cache_debug(s)) {
1461                 void *p;
1462
1463                 slab_pad_check(s, page);
1464                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1465                                                 page->objects)
1466                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1467         }
1468
1469         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1470
1471         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1472                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1473                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1474                 -pages);
1475
1476         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1477         __ClearPageSlab(page);
1478
1479         page_mapcount_reset(page);
1480         if (current->reclaim_state)
1481                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1482         __free_pages(page, order);
1483         memcg_uncharge_slab(s, order);
1484 }
1485
1486 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1487         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1488
1489 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1490 {
1491         struct page *page;
1492
1493         if (need_reserve_slab_rcu)
1494                 page = virt_to_head_page(h);
1495         else
1496                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1497
1498         __free_slab(page->slab_cache, page);
1499 }
1500
1501 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1502 {
1503         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1504                 struct rcu_head *head;
1505
1506                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1507                         int order = compound_order(page);
1508                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1509
1510                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1511                         head = page_address(page) + offset;
1512                 } else {
1513                         /*
1514                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1515                          */
1516                         head = (void *)&page->lru;
1517                 }
1518
1519                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1520         } else
1521                 __free_slab(s, page);
1522 }
1523
1524 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1525 {
1526         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1527         free_slab(s, page);
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Management of partially allocated slabs.
1532  */
1533 static inline void
1534 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1535 {
1536         n->nr_partial++;
1537         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1538                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1539         else
1540                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1541 }
1542
1543 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1544                                 struct page *page, int tail)
1545 {
1546         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1547         __add_partial(n, page, tail);
1548 }
1549
1550 static inline void
1551 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1552 {
1553         list_del(&page->lru);
1554         n->nr_partial--;
1555 }
1556
1557 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1558                                         struct page *page)
1559 {
1560         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1561         __remove_partial(n, page);
1562 }
1563
1564 /*
1565  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1566  * return the pointer to the freelist.
1567  *
1568  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1569  */
1570 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1571                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1572                 int mode, int *objects)
1573 {
1574         void *freelist;
1575         unsigned long counters;
1576         struct page new;
1577
1578         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1579
1580         /*
1581          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1582          * The old freelist is the list of objects for the
1583          * per cpu allocation list.
1584          */
1585         freelist = page->freelist;
1586         counters = page->counters;
1587         new.counters = counters;
1588         *objects = new.objects - new.inuse;
1589         if (mode) {
1590                 new.inuse = page->objects;
1591                 new.freelist = NULL;
1592         } else {
1593                 new.freelist = freelist;
1594         }
1595
1596         VM_BUG_ON(new.frozen);
1597         new.frozen = 1;
1598
1599         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1600                         freelist, counters,
1601                         new.freelist, new.counters,
1602                         "acquire_slab"))
1603                 return NULL;
1604
1605         remove_partial(n, page);
1606         WARN_ON(!freelist);
1607         return freelist;
1608 }
1609
1610 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1611 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1612
1613 /*
1614  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1615  */
1616 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1617                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1618 {
1619         struct page *page, *page2;
1620         void *object = NULL;
1621         int available = 0;
1622         int objects;
1623
1624         /*
1625          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1626          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1627          * partial slab and there is none available then get_partials()
1628          * will return NULL.
1629          */
1630         if (!n || !n->nr_partial)
1631                 return NULL;
1632
1633         spin_lock(&n->list_lock);
1634         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1635                 void *t;
1636
1637                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1638                         continue;
1639
1640                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1641                 if (!t)
1642                         break;
1643
1644                 available += objects;
1645                 if (!object) {
1646                         c->page = page;
1647                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1648                         object = t;
1649                 } else {
1650                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1651                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1652                 }
1653                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1654                         || available > s->cpu_partial / 2)
1655                         break;
1656
1657         }
1658         spin_unlock(&n->list_lock);
1659         return object;
1660 }
1661
1662 /*
1663  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1664  */
1665 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1666                 struct kmem_cache_cpu *c)
1667 {
1668 #ifdef CONFIG_NUMA
1669         struct zonelist *zonelist;
1670         struct zoneref *z;
1671         struct zone *zone;
1672         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1673         void *object;
1674         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1675
1676         /*
1677          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1678          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1679          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1680          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1681          *
1682          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1683          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1684          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1685          * from other nodes and filled up.
1686          *
1687          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1688          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1689          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1690          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1691          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1692          * with available objects.
1693          */
1694         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1695                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1696                 return NULL;
1697
1698         do {
1699                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1700                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1701                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1702                         struct kmem_cache_node *n;
1703
1704                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1705
1706                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1707                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1708                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1709                                 if (object) {
1710                                         /*
1711                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1712                                          * here - if mems_allowed was updated in
1713                                          * parallel, that was a harmless race
1714                                          * between allocation and the cpuset
1715                                          * update
1716                                          */
1717                                         return object;
1718                                 }
1719                         }
1720                 }
1721         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1722 #endif
1723         return NULL;
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Get a partial page, lock it and return it.
1728  */
1729 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1730                 struct kmem_cache_cpu *c)
1731 {
1732         void *object;
1733         int searchnode = node;
1734
1735         if (node == NUMA_NO_NODE)
1736                 searchnode = numa_mem_id();
1737         else if (!node_present_pages(node))
1738                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1739
1740         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1741         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1742                 return object;
1743
1744         return get_any_partial(s, flags, c);
1745 }
1746
1747 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1748 /*
1749  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1750  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1751  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1752  */
1753 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1754 #else
1755 /*
1756  * No preemption supported therefore also no need to check for
1757  * different cpus.
1758  */
1759 #define TID_STEP 1
1760 #endif
1761
1762 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1763 {
1764         return tid + TID_STEP;
1765 }
1766
1767 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1768 {
1769         return tid % TID_STEP;
1770 }
1771
1772 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1773 {
1774         return tid / TID_STEP;
1775 }
1776
1777 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1778 {
1779         return cpu;
1780 }
1781
1782 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1783                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1784 {
1785 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1786         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1787
1788         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1789
1790 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1791         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1792                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1793                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1794         else
1795 #endif
1796         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1797                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1798                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1799         else
1800                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1801                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1802 #endif
1803         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1804 }
1805
1806 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1807 {
1808         int cpu;
1809
1810         for_each_possible_cpu(cpu)
1811                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1812 }
1813
1814 /*
1815  * Remove the cpu slab
1816  */
1817 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1818                                 void *freelist)
1819 {
1820         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1821         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1822         int lock = 0;
1823         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1824         void *nextfree;
1825         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1826         struct page new;
1827         struct page old;
1828
1829         if (page->freelist) {
1830                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1831                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1832         }
1833
1834         /*
1835          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1836          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1837          * last one.
1838          *
1839          * There is no need to take the list->lock because the page
1840          * is still frozen.
1841          */
1842         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1843                 void *prior;
1844                 unsigned long counters;
1845
1846                 do {
1847                         prior = page->freelist;
1848                         counters = page->counters;
1849                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1850                         new.counters = counters;
1851                         new.inuse--;
1852                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1853
1854                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1855                         prior, counters,
1856                         freelist, new.counters,
1857                         "drain percpu freelist"));
1858
1859                 freelist = nextfree;
1860         }
1861
1862         /*
1863          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1864          * list presence reflects the actual number of objects
1865          * during unfreeze.
1866          *
1867          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1868          * with the count. If there is a mismatch then the page
1869          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1870          *
1871          * Then we restart the process which may have to remove
1872          * the page from the list that we just put it on again
1873          * because the number of objects in the slab may have
1874          * changed.
1875          */
1876 redo:
1877
1878         old.freelist = page->freelist;
1879         old.counters = page->counters;
1880         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1881
1882         /* Determine target state of the slab */
1883         new.counters = old.counters;
1884         if (freelist) {
1885                 new.inuse--;
1886                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1887                 new.freelist = freelist;
1888         } else
1889                 new.freelist = old.freelist;
1890
1891         new.frozen = 0;
1892
1893         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1894                 m = M_FREE;
1895         else if (new.freelist) {
1896                 m = M_PARTIAL;
1897                 if (!lock) {
1898                         lock = 1;
1899                         /*
1900                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1901                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1902                          * is frozen
1903                          */
1904                         spin_lock(&n->list_lock);
1905                 }
1906         } else {
1907                 m = M_FULL;
1908                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1909                         lock = 1;
1910                         /*
1911                          * This also ensures that the scanning of full
1912                          * slabs from diagnostic functions will not see
1913                          * any frozen slabs.
1914                          */
1915                         spin_lock(&n->list_lock);
1916                 }
1917         }
1918
1919         if (l != m) {
1920
1921                 if (l == M_PARTIAL)
1922
1923                         remove_partial(n, page);
1924
1925                 else if (l == M_FULL)
1926
1927                         remove_full(s, n, page);
1928
1929                 if (m == M_PARTIAL) {
1930
1931                         add_partial(n, page, tail);
1932                         stat(s, tail);
1933
1934                 } else if (m == M_FULL) {
1935
1936                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1937                         add_full(s, n, page);
1938
1939                 }
1940         }
1941
1942         l = m;
1943         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1944                                 old.freelist, old.counters,
1945                                 new.freelist, new.counters,
1946                                 "unfreezing slab"))
1947                 goto redo;
1948
1949         if (lock)
1950                 spin_unlock(&n->list_lock);
1951
1952         if (m == M_FREE) {
1953                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1954                 discard_slab(s, page);
1955                 stat(s, FREE_SLAB);
1956         }
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1961  *
1962  * This function must be called with interrupts disabled
1963  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1964  * to guarantee no concurrent accesses).
1965  */
1966 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1967                 struct kmem_cache_cpu *c)
1968 {
1969 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1970         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1971         struct page *page, *discard_page = NULL;
1972
1973         while ((page = c->partial)) {
1974                 struct page new;
1975                 struct page old;
1976
1977                 c->partial = page->next;
1978
1979                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1980                 if (n != n2) {
1981                         if (n)
1982                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1983
1984                         n = n2;
1985                         spin_lock(&n->list_lock);
1986                 }
1987
1988                 do {
1989
1990                         old.freelist = page->freelist;
1991                         old.counters = page->counters;
1992                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1993
1994                         new.counters = old.counters;
1995                         new.freelist = old.freelist;
1996
1997                         new.frozen = 0;
1998
1999                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2000                                 old.freelist, old.counters,
2001                                 new.freelist, new.counters,
2002                                 "unfreezing slab"));
2003
2004                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2005                         page->next = discard_page;
2006                         discard_page = page;
2007                 } else {
2008                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2009                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2010                 }
2011         }
2012
2013         if (n)
2014                 spin_unlock(&n->list_lock);
2015
2016         while (discard_page) {
2017                 page = discard_page;
2018                 discard_page = discard_page->next;
2019
2020                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2021                 discard_slab(s, page);
2022                 stat(s, FREE_SLAB);
2023         }
2024 #endif
2025 }
2026
2027 /*
2028  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2029  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2030  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2031  * onto a random cpus partial slot.
2032  *
2033  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2034  * per node partial list.
2035  */
2036 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2037 {
2038 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2039         struct page *oldpage;
2040         int pages;
2041         int pobjects;
2042
2043         preempt_disable();
2044         do {
2045                 pages = 0;
2046                 pobjects = 0;
2047                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2048
2049                 if (oldpage) {
2050                         pobjects = oldpage->pobjects;
2051                         pages = oldpage->pages;
2052                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2053                                 unsigned long flags;
2054                                 /*
2055                                  * partial array is full. Move the existing
2056                                  * set to the per node partial list.
2057                                  */
2058                                 local_irq_save(flags);
2059                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2060                                 local_irq_restore(flags);
2061                                 oldpage = NULL;
2062                                 pobjects = 0;
2063                                 pages = 0;
2064                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2065                         }
2066                 }
2067
2068                 pages++;
2069                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2070
2071                 page->pages = pages;
2072                 page->pobjects = pobjects;
2073                 page->next = oldpage;
2074
2075         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2076                                                                 != oldpage);
2077         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2078                 unsigned long flags;
2079
2080                 local_irq_save(flags);
2081                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2082                 local_irq_restore(flags);
2083         }
2084         preempt_enable();
2085 #endif
2086 }
2087
2088 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2089 {
2090         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2091         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2092
2093         c->tid = next_tid(c->tid);
2094         c->page = NULL;
2095         c->freelist = NULL;
2096 }
2097
2098 /*
2099  * Flush cpu slab.
2100  *
2101  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2102  */
2103 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2104 {
2105         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2106
2107         if (likely(c)) {
2108                 if (c->page)
2109                         flush_slab(s, c);
2110
2111                 unfreeze_partials(s, c);
2112         }
2113 }
2114
2115 static void flush_cpu_slab(void *d)
2116 {
2117         struct kmem_cache *s = d;
2118
2119         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2120 }
2121
2122 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2123 {
2124         struct kmem_cache *s = info;
2125         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2126
2127         return c->page || c->partial;
2128 }
2129
2130 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2131 {
2132         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2133 }
2134
2135 /*
2136  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2137  * locality expectations.
2138  */
2139 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2140 {
2141 #ifdef CONFIG_NUMA
2142         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2143                 return 0;
2144 #endif
2145         return 1;
2146 }
2147
2148 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2149 static int count_free(struct page *page)
2150 {
2151         return page->objects - page->inuse;
2152 }
2153
2154 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2155 {
2156         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2157 }
2158 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2159
2160 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2161 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2162                                         int (*get_count)(struct page *))
2163 {
2164         unsigned long flags;
2165         unsigned long x = 0;
2166         struct page *page;
2167
2168         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2169         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2170                 x += get_count(page);
2171         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2172         return x;
2173 }
2174 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2175
2176 static noinline void
2177 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2178 {
2179 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2180         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2181                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2182         int node;
2183         struct kmem_cache_node *n;
2184
2185         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2186                 return;
2187
2188         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2189                 nid, gfpflags);
2190         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2191                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2192                 oo_order(s->min));
2193
2194         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2195                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2196                         s->name);
2197
2198         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2199                 unsigned long nr_slabs;
2200                 unsigned long nr_objs;
2201                 unsigned long nr_free;
2202
2203                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2204                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2205                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2206
2207                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2208                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2209         }
2210 #endif
2211 }
2212
2213 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2214                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2215 {
2216         void *freelist;
2217         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2218         struct page *page;
2219
2220         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2221
2222         if (freelist)
2223                 return freelist;
2224
2225         page = new_slab(s, flags, node);
2226         if (page) {
2227                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2228                 if (c->page)
2229                         flush_slab(s, c);
2230
2231                 /*
2232                  * No other reference to the page yet so we can
2233                  * muck around with it freely without cmpxchg
2234                  */
2235                 freelist = page->freelist;
2236                 page->freelist = NULL;
2237
2238                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2239                 c->page = page;
2240                 *pc = c;
2241         } else
2242                 freelist = NULL;
2243
2244         return freelist;
2245 }
2246
2247 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2248 {
2249         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2250                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2251
2252         return true;
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2257  * per cpu freelist or deactivate the page.
2258  *
2259  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2260  *
2261  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2262  *
2263  * This function must be called with interrupt disabled.
2264  */
2265 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2266 {
2267         struct page new;
2268         unsigned long counters;
2269         void *freelist;
2270
2271         do {
2272                 freelist = page->freelist;
2273                 counters = page->counters;
2274
2275                 new.counters = counters;
2276                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2277
2278                 new.inuse = page->objects;
2279                 new.frozen = freelist != NULL;
2280
2281         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2282                 freelist, counters,
2283                 NULL, new.counters,
2284                 "get_freelist"));
2285
2286         return freelist;
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2291  * debugging duties.
2292  *
2293  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2294  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2295  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2296  *
2297  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2298  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2299  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2300  *
2301  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2302  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2303  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2304  */
2305 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2306                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2307 {
2308         void *freelist;
2309         struct page *page;
2310         unsigned long flags;
2311
2312         local_irq_save(flags);
2313 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2314         /*
2315          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2316          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2317          * pointer.
2318          */
2319         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2320 #endif
2321
2322         page = c->page;
2323         if (!page)
2324                 goto new_slab;
2325 redo:
2326
2327         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2328                 int searchnode = node;
2329
2330                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2331                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2332
2333                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2334                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2335                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2336                         c->page = NULL;
2337                         c->freelist = NULL;
2338                         goto new_slab;
2339                 }
2340         }
2341
2342         /*
2343          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2344          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2345          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2346          */
2347         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2348                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2349                 c->page = NULL;
2350                 c->freelist = NULL;
2351                 goto new_slab;
2352         }
2353
2354         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2355         freelist = c->freelist;
2356         if (freelist)
2357                 goto load_freelist;
2358
2359         freelist = get_freelist(s, page);
2360
2361         if (!freelist) {
2362                 c->page = NULL;
2363                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2364                 goto new_slab;
2365         }
2366
2367         stat(s, ALLOC_REFILL);
2368
2369 load_freelist:
2370         /*
2371          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2372          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2373          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2374          */
2375         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2376         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2377         c->tid = next_tid(c->tid);
2378         local_irq_restore(flags);
2379         return freelist;
2380
2381 new_slab:
2382
2383         if (c->partial) {
2384                 page = c->page = c->partial;
2385                 c->partial = page->next;
2386                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2387                 c->freelist = NULL;
2388                 goto redo;
2389         }
2390
2391         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2392
2393         if (unlikely(!freelist)) {
2394                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2395                 local_irq_restore(flags);
2396                 return NULL;
2397         }
2398
2399         page = c->page;
2400         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2401                 goto load_freelist;
2402
2403         /* Only entered in the debug case */
2404         if (kmem_cache_debug(s) &&
2405                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2406                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2407
2408         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2409         c->page = NULL;
2410         c->freelist = NULL;
2411         local_irq_restore(flags);
2412         return freelist;
2413 }
2414
2415 /*
2416  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2417  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2418  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2419  *
2420  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2421  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2422  *
2423  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2424  */
2425 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2426                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2427 {
2428         void **object;
2429         struct kmem_cache_cpu *c;
2430         struct page *page;
2431         unsigned long tid;
2432
2433         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2434         if (!s)
2435                 return NULL;
2436 redo:
2437         /*
2438          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2439          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2440          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2441          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2442          *
2443          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2444          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2445          * to check if it is matched or not.
2446          */
2447         do {
2448                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2449                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2450         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2451                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2452
2453         /*
2454          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2455          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2456          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2457          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2458          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2459          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2460          */
2461         barrier();
2462
2463         /*
2464          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2465          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2466          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2467          * linked list in between.
2468          */
2469
2470         object = c->freelist;
2471         page = c->page;
2472         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2473                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2474                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2475         } else {
2476                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2477
2478                 /*
2479                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2480                  * operation and if we are on the right processor.
2481                  *
2482                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2483                  * semantics!)
2484                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2485                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2486                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2487                  *
2488                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2489                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2490                  * other cpus.
2491                  */
2492                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2493                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2494                                 object, tid,
2495                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2496
2497                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2498                         goto redo;
2499                 }
2500                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2501                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2502         }
2503
2504         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2505                 memset(object, 0, s->object_size);
2506
2507         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2508
2509         return object;
2510 }
2511
2512 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2513                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2514 {
2515         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2516 }
2517
2518 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2519 {
2520         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2521
2522         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2523                                 s->size, gfpflags);
2524
2525         return ret;
2526 }
2527 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2528
2529 #ifdef CONFIG_TRACING
2530 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2531 {
2532         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2533         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2534         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2535         return ret;
2536 }
2537 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2538 #endif
2539
2540 #ifdef CONFIG_NUMA
2541 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2542 {
2543         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2544
2545         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2546                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2547
2548         return ret;
2549 }
2550 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2551
2552 #ifdef CONFIG_TRACING
2553 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2554                                     gfp_t gfpflags,
2555                                     int node, size_t size)
2556 {
2557         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2558
2559         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2560                            size, s->size, gfpflags, node);
2561
2562         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2563         return ret;
2564 }
2565 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2566 #endif
2567 #endif
2568
2569 /*
2570  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2571  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2572  *
2573  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2574  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2575  * handling required then we can return immediately.
2576  */
2577 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2578                         void *x, unsigned long addr)
2579 {
2580         void *prior;
2581         void **object = (void *)x;
2582         int was_frozen;
2583         struct page new;
2584         unsigned long counters;
2585         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2586         unsigned long uninitialized_var(flags);
2587
2588         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2589
2590         if (kmem_cache_debug(s) &&
2591                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2592                 return;
2593
2594         do {
2595                 if (unlikely(n)) {
2596                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2597                         n = NULL;
2598                 }
2599                 prior = page->freelist;
2600                 counters = page->counters;
2601                 set_freepointer(s, object, prior);
2602                 new.counters = counters;
2603                 was_frozen = new.frozen;
2604                 new.inuse--;
2605                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2606
2607                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2608
2609                                 /*
2610                                  * Slab was on no list before and will be
2611                                  * partially empty
2612                                  * We can defer the list move and instead
2613                                  * freeze it.
2614                                  */
2615                                 new.frozen = 1;
2616
2617                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2618
2619                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2620                                 /*
2621                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2622                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2623                                  * drop the list_lock without any processing.
2624                                  *
2625                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2626                                  * other processors updating the list of slabs.
2627                                  */
2628                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2629
2630                         }
2631                 }
2632
2633         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2634                 prior, counters,
2635                 object, new.counters,
2636                 "__slab_free"));
2637
2638         if (likely(!n)) {
2639
2640                 /*
2641                  * If we just froze the page then put it onto the
2642                  * per cpu partial list.
2643                  */
2644                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2645                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2646                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2647                 }
2648                 /*
2649                  * The list lock was not taken therefore no list
2650                  * activity can be necessary.
2651                  */
2652                 if (was_frozen)
2653                         stat(s, FREE_FROZEN);
2654                 return;
2655         }
2656
2657         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2658                 goto slab_empty;
2659
2660         /*
2661          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2662          * then add it.
2663          */
2664         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2665                 if (kmem_cache_debug(s))
2666                         remove_full(s, n, page);
2667                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2668                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2669         }
2670         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2671         return;
2672
2673 slab_empty:
2674         if (prior) {
2675                 /*
2676                  * Slab on the partial list.
2677                  */
2678                 remove_partial(n, page);
2679                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2680         } else {
2681                 /* Slab must be on the full list */
2682                 remove_full(s, n, page);
2683         }
2684
2685         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2686         stat(s, FREE_SLAB);
2687         discard_slab(s, page);
2688 }
2689
2690 /*
2691  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2692  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2693  *
2694  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2695  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2696  * the item before.
2697  *
2698  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2699  * with all sorts of special processing.
2700  */
2701 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2702                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2703 {
2704         void **object = (void *)x;
2705         struct kmem_cache_cpu *c;
2706         unsigned long tid;
2707
2708         slab_free_hook(s, x);
2709
2710 redo:
2711         /*
2712          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2713          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2714          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2715          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2716          */
2717         do {
2718                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2719                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2720         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2721                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2722
2723         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2724         barrier();
2725
2726         if (likely(page == c->page)) {
2727                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2728
2729                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2730                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2731                                 c->freelist, tid,
2732                                 object, next_tid(tid)))) {
2733
2734                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2735                         goto redo;
2736                 }
2737                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2738         } else
2739                 __slab_free(s, page, x, addr);
2740
2741 }
2742
2743 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2744 {
2745         s = cache_from_obj(s, x);
2746         if (!s)
2747                 return;
2748         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2749         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2750 }
2751 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2752
2753 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2754 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2755 {
2756         __kmem_cache_free_bulk(s, size, p);
2757 }
2758 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2759
2760 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2761 bool kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2762                            void **p)
2763 {
2764         struct kmem_cache_cpu *c;
2765         int i;
2766
2767         /* Debugging fallback to generic bulk */
2768         if (kmem_cache_debug(s))
2769                 return __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
2770
2771         /*
2772          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2773          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2774          * handlers invoking normal fastpath.
2775          */
2776         local_irq_disable();
2777         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2778
2779         for (i = 0; i < size; i++) {
2780                 void *object = c->freelist;
2781
2782                 if (unlikely(!object)) {
2783                         local_irq_enable();
2784                         /*
2785                          * Invoking slow path likely have side-effect
2786                          * of re-populating per CPU c->freelist
2787                          */
2788                         p[i] = __slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2789                                             _RET_IP_, c);
2790                         if (unlikely(!p[i])) {
2791                                 __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2792                                 return false;
2793                         }
2794                         local_irq_disable();
2795                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2796                         continue; /* goto for-loop */
2797                 }
2798
2799                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2800                 p[i] = object;
2801         }
2802         c->tid = next_tid(c->tid);
2803         local_irq_enable();
2804
2805         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2806         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2807                 int j;
2808
2809                 for (j = 0; j < i; j++)
2810                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2811         }
2812
2813         return true;
2814 }
2815 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2816
2817
2818 /*
2819  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2820  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2821  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2822  * another.
2823  *
2824  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2825  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2826  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2827  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2828  * locking overhead.
2829  */
2830
2831 /*
2832  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2833  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2834  * and increases the number of allocations possible without having to
2835  * take the list_lock.
2836  */
2837 static int slub_min_order;
2838 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2839 static int slub_min_objects;
2840
2841 /*
2842  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2843  *
2844  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2845  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2846  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2847  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2848  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2849  * would be wasted.
2850  *
2851  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2852  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2853  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2854  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2855  *
2856  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2857  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2858  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2859  * of space in favor of a small page order.
2860  *
2861  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2862  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2863  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2864  * the smallest order which will fit the object.
2865  */
2866 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2867                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2868 {
2869         int order;
2870         int rem;
2871         int min_order = slub_min_order;
2872
2873         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2874                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2875
2876         for (order = max(min_order,
2877                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2878                         order <= max_order; order++) {
2879
2880                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2881
2882                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2883                         continue;
2884
2885                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2886
2887                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2888                         break;
2889
2890         }
2891
2892         return order;
2893 }
2894
2895 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2896 {
2897         int order;
2898         int min_objects;
2899         int fraction;
2900         int max_objects;
2901
2902         /*
2903          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2904          * works by first attempting to generate a layout with
2905          * the best configuration and backing off gradually.
2906          *
2907          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2908          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2909          */
2910         min_objects = slub_min_objects;
2911         if (!min_objects)
2912                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2913         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2914         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2915
2916         while (min_objects > 1) {
2917                 fraction = 16;
2918                 while (fraction >= 4) {
2919                         order = slab_order(size, min_objects,
2920                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2921                         if (order <= slub_max_order)
2922                                 return order;
2923                         fraction /= 2;
2924                 }
2925                 min_objects--;
2926         }
2927
2928         /*
2929          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2930          * lets see if we can place a single object there.
2931          */
2932         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2933         if (order <= slub_max_order)
2934                 return order;
2935
2936         /*
2937          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2938          */
2939         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2940         if (order < MAX_ORDER)
2941                 return order;
2942         return -ENOSYS;
2943 }
2944
2945 static void
2946 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2947 {
2948         n->nr_partial = 0;
2949         spin_lock_init(&n->list_lock);
2950         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2951 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2952         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2953         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2954         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2955 #endif
2956 }
2957
2958 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2959 {
2960         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2961                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2962
2963         /*
2964          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2965          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2966          */
2967         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2968                                      2 * sizeof(void *));
2969
2970         if (!s->cpu_slab)
2971                 return 0;
2972
2973         init_kmem_cache_cpus(s);
2974
2975         return 1;
2976 }
2977
2978 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2979
2980 /*
2981  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2982  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2983  * possible.
2984  *
2985  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2986  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2987  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2988  */
2989 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2990 {
2991         struct page *page;
2992         struct kmem_cache_node *n;
2993
2994         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2995
2996         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2997
2998         BUG_ON(!page);
2999         if (page_to_nid(page) != node) {
3000                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3001                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3002         }
3003
3004         n = page->freelist;
3005         BUG_ON(!n);
3006         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3007         page->inuse = 1;
3008         page->frozen = 0;
3009         kmem_cache_node->node[node] = n;
3010 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3011         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3012         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3013 #endif
3014         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3015         init_kmem_cache_node(n);
3016         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3017
3018         /*
3019          * No locks need to be taken here as it has just been
3020          * initialized and there is no concurrent access.
3021          */
3022         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3023 }
3024
3025 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3026 {
3027         int node;
3028         struct kmem_cache_node *n;
3029
3030         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3031                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3032                 s->node[node] = NULL;
3033         }
3034 }
3035
3036 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3037 {
3038         int node;
3039
3040         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3041                 struct kmem_cache_node *n;
3042
3043                 if (slab_state == DOWN) {
3044                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3045                         continue;
3046                 }
3047                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3048                                                 GFP_KERNEL, node);
3049
3050                 if (!n) {
3051                         free_kmem_cache_nodes(s);
3052                         return 0;
3053                 }
3054
3055                 s->node[node] = n;
3056                 init_kmem_cache_node(n);
3057         }
3058         return 1;
3059 }
3060
3061 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3062 {
3063         if (min < MIN_PARTIAL)
3064                 min = MIN_PARTIAL;
3065         else if (min > MAX_PARTIAL)
3066                 min = MAX_PARTIAL;
3067         s->min_partial = min;
3068 }
3069
3070 /*
3071  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3072  * a slab object.
3073  */
3074 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3075 {
3076         unsigned long flags = s->flags;
3077         unsigned long size = s->object_size;
3078         int order;
3079
3080         /*
3081          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3082          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3083          * the possible location of the free pointer.
3084          */
3085         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3086
3087 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3088         /*
3089          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3090          * the slab may touch the object after free or before allocation
3091          * then we should never poison the object itself.
3092          */
3093         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3094                         !s->ctor)
3095                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3096         else
3097                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3098
3099
3100         /*
3101          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3102          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3103          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3104          */
3105         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3106                 size += sizeof(void *);
3107 #endif
3108
3109         /*
3110          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3111          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3112          */
3113         s->inuse = size;
3114
3115         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3116                 s->ctor)) {
3117                 /*
3118                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3119                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3120                  * kmem_cache_free.
3121                  *
3122                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3123                  * destructor or are poisoning the objects.
3124                  */
3125                 s->offset = size;
3126                 size += sizeof(void *);
3127         }
3128
3129 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3130         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3131                 /*
3132                  * Need to store information about allocs and frees after
3133                  * the object.
3134                  */
3135                 size += 2 * sizeof(struct track);
3136
3137         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3138                 /*
3139                  * Add some empty padding so that we can catch
3140                  * overwrites from earlier objects rather than let
3141                  * tracking information or the free pointer be
3142                  * corrupted if a user writes before the start
3143                  * of the object.
3144                  */
3145                 size += sizeof(void *);
3146 #endif
3147
3148         /*
3149          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3150          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3151          * each object to conform to the alignment.
3152          */
3153         size = ALIGN(size, s->align);
3154         s->size = size;
3155         if (forced_order >= 0)
3156                 order = forced_order;
3157         else
3158                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3159
3160         if (order < 0)
3161                 return 0;
3162
3163         s->allocflags = 0;
3164         if (order)
3165                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3166
3167         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3168                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3169
3170         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3171                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3172
3173         /*
3174          * Determine the number of objects per slab
3175          */
3176         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3177         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3178         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3179                 s->max = s->oo;
3180
3181         return !!oo_objects(s->oo);
3182 }
3183
3184 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3185 {
3186         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3187         s->reserved = 0;
3188
3189         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3190                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3191
3192         if (!calculate_sizes(s, -1))
3193                 goto error;
3194         if (disable_higher_order_debug) {
3195                 /*
3196                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3197                  * order increased.
3198                  */
3199                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3200                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3201                         s->offset = 0;
3202                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3203                                 goto error;
3204                 }
3205         }
3206
3207 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3208     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3209         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3210                 /* Enable fast mode */
3211                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3212 #endif
3213
3214         /*
3215          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3216          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3217          */
3218         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3219
3220         /*
3221          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3222          * per cpu partial lists of a processor.
3223          *
3224          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3225          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3226          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3227          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3228          *
3229          * This setting also determines
3230          *
3231          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3232          *    per node list when we reach the limit.
3233          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3234          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3235          *    50% to keep some capacity around for frees.
3236          */
3237         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3238                 s->cpu_partial = 0;
3239         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3240                 s->cpu_partial = 2;
3241         else if (s->size >= 1024)
3242                 s->cpu_partial = 6;
3243         else if (s->size >= 256)
3244                 s->cpu_partial = 13;
3245         else
3246                 s->cpu_partial = 30;
3247
3248 #ifdef CONFIG_NUMA
3249         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3250 #endif
3251         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3252                 goto error;
3253
3254         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3255                 return 0;
3256
3257         free_kmem_cache_nodes(s);
3258 error:
3259         if (flags & SLAB_PANIC)
3260                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3261                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3262                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3263                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3264         return -EINVAL;
3265 }
3266
3267 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3268                                                         const char *text)
3269 {
3270 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3271         void *addr = page_address(page);
3272         void *p;
3273         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3274                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3275         if (!map)
3276                 return;
3277         slab_err(s, page, text, s->name);
3278         slab_lock(page);
3279
3280         get_map(s, page, map);
3281         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3282
3283                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3284                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3285                         print_tracking(s, p);
3286                 }
3287         }
3288         slab_unlock(page);
3289         kfree(map);
3290 #endif
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3295  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3296  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3297  */
3298 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3299 {
3300         struct page *page, *h;
3301
3302         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3303                 if (!page->inuse) {
3304                         __remove_partial(n, page);
3305                         discard_slab(s, page);
3306                 } else {
3307                         list_slab_objects(s, page,
3308                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3309                 }
3310         }
3311 }
3312
3313 /*
3314  * Release all resources used by a slab cache.
3315  */
3316 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3317 {
3318         int node;
3319         struct kmem_cache_node *n;
3320
3321         flush_all(s);
3322         /* Attempt to free all objects */
3323         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3324                 free_partial(s, n);
3325                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3326                         return 1;
3327         }
3328         free_percpu(s->cpu_slab);
3329         free_kmem_cache_nodes(s);
3330         return 0;
3331 }
3332
3333 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3334 {
3335         return kmem_cache_close(s);
3336 }
3337
3338 /********************************************************************
3339  *              Kmalloc subsystem
3340  *******************************************************************/
3341
3342 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3343 {
3344         get_option(&str, &slub_min_order);
3345
3346         return 1;
3347 }
3348
3349 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3350
3351 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3352 {
3353         get_option(&str, &slub_max_order);
3354         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3355
3356         return 1;
3357 }
3358
3359 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3360
3361 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3362 {
3363         get_option(&str, &slub_min_objects);
3364
3365         return 1;
3366 }
3367
3368 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3369
3370 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3371 {
3372         struct kmem_cache *s;
3373         void *ret;
3374
3375         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3376                 return kmalloc_large(size, flags);
3377
3378         s = kmalloc_slab(size, flags);
3379
3380         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3381                 return s;
3382
3383         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3384
3385         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3386
3387         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3388
3389         return ret;
3390 }
3391 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3392
3393 #ifdef CONFIG_NUMA
3394 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3395 {
3396         struct page *page;
3397         void *ptr = NULL;
3398
3399         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3400         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3401         if (page)
3402                 ptr = page_address(page);
3403
3404         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3405         return ptr;
3406 }
3407
3408 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3409 {
3410         struct kmem_cache *s;
3411         void *ret;
3412
3413         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3414                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3415
3416                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3417                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3418                                    flags, node);
3419
3420                 return ret;
3421         }
3422
3423         s = kmalloc_slab(size, flags);
3424
3425         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3426                 return s;
3427
3428         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3429
3430         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3431
3432         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3433
3434         return ret;
3435 }
3436 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3437 #endif
3438
3439 static size_t __ksize(const void *object)
3440 {
3441         struct page *page;
3442
3443         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3444                 return 0;
3445
3446         page = virt_to_head_page(object);
3447
3448         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3449                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3450                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3451         }
3452
3453         return slab_ksize(page->slab_cache);
3454 }
3455
3456 size_t ksize(const void *object)
3457 {
3458         size_t size = __ksize(object);
3459         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3460            so we need unpoison this area. */
3461         kasan_krealloc(object, size);
3462         return size;
3463 }
3464 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3465
3466 void kfree(const void *x)
3467 {
3468         struct page *page;
3469         void *object = (void *)x;
3470
3471         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3472
3473         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3474                 return;
3475
3476         page = virt_to_head_page(x);
3477         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3478                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3479                 kfree_hook(x);
3480                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3481                 return;
3482         }
3483         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3484 }
3485 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3486
3487 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3488
3489 /*
3490  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3491  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3492  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3493  *
3494  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3495  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3496  * are freed in them.
3497  */
3498 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3499 {
3500         int node;
3501         int i;
3502         struct kmem_cache_node *n;
3503         struct page *page;
3504         struct page *t;
3505         struct list_head discard;
3506         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3507         unsigned long flags;
3508         int ret = 0;
3509
3510         if (deactivate) {
3511                 /*
3512                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3513                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3514                  */
3515                 s->cpu_partial = 0;
3516                 s->min_partial = 0;
3517
3518                 /*
3519                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3520                  * so we have to make sure the change is visible.
3521                  */
3522                 kick_all_cpus_sync();
3523         }
3524
3525         flush_all(s);
3526         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3527                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3528                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3529                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3530
3531                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3532
3533                 /*
3534                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3535                  *
3536                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3537                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3538                  */
3539                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3540                         int free = page->objects - page->inuse;
3541
3542                         /* Do not reread page->inuse */
3543                         barrier();
3544
3545                         /* We do not keep full slabs on the list */
3546                         BUG_ON(free <= 0);
3547
3548                         if (free == page->objects) {
3549                                 list_move(&page->lru, &discard);
3550                                 n->nr_partial--;
3551                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3552                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3553                 }
3554
3555                 /*
3556                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3557                  * partial list.
3558                  */
3559                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3560                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3561
3562                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3563
3564                 /* Release empty slabs */
3565                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3566                         discard_slab(s, page);
3567
3568                 if (slabs_node(s, node))
3569                         ret = 1;
3570         }
3571
3572         return ret;
3573 }
3574
3575 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3576 {
3577         struct kmem_cache *s;
3578
3579         mutex_lock(&slab_mutex);
3580         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3581                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3582         mutex_unlock(&slab_mutex);
3583
3584         return 0;
3585 }
3586
3587 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3588 {
3589         struct kmem_cache_node *n;
3590         struct kmem_cache *s;
3591         struct memory_notify *marg = arg;
3592         int offline_node;
3593
3594         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3595
3596         /*
3597          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3598          * for it yet.
3599          */
3600         if (offline_node < 0)
3601                 return;
3602
3603         mutex_lock(&slab_mutex);
3604         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3605                 n = get_node(s, offline_node);
3606                 if (n) {
3607                         /*
3608                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3609                          * that is going down. We were unable to free them,
3610                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3611                          * callback. So, we must fail.
3612                          */
3613                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3614
3615                         s->node[offline_node] = NULL;
3616                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3617                 }
3618         }
3619         mutex_unlock(&slab_mutex);
3620 }
3621
3622 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3623 {
3624         struct kmem_cache_node *n;
3625         struct kmem_cache *s;
3626         struct memory_notify *marg = arg;
3627         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3628         int ret = 0;
3629
3630         /*
3631          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3632          * already created. Nothing to do.
3633          */
3634         if (nid < 0)
3635                 return 0;
3636
3637         /*
3638          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3639          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3640          * online.
3641          */
3642         mutex_lock(&slab_mutex);
3643         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3644                 /*
3645                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3646                  *      since memory is not yet available from the node that
3647                  *      is brought up.
3648                  */
3649                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3650                 if (!n) {
3651                         ret = -ENOMEM;
3652                         goto out;
3653                 }
3654                 init_kmem_cache_node(n);
3655                 s->node[nid] = n;
3656         }
3657 out:
3658         mutex_unlock(&slab_mutex);
3659         return ret;
3660 }
3661
3662 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3663                                 unsigned long action, void *arg)
3664 {
3665         int ret = 0;
3666
3667         switch (action) {
3668         case MEM_GOING_ONLINE:
3669                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3670                 break;
3671         case MEM_GOING_OFFLINE:
3672                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3673                 break;
3674         case MEM_OFFLINE:
3675         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3676                 slab_mem_offline_callback(arg);
3677                 break;
3678         case MEM_ONLINE:
3679         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3680                 break;
3681         }
3682         if (ret)
3683                 ret = notifier_from_errno(ret);
3684         else
3685                 ret = NOTIFY_OK;
3686         return ret;
3687 }
3688
3689 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3690         .notifier_call = slab_memory_callback,
3691         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3692 };
3693
3694 /********************************************************************
3695  *                      Basic setup of slabs
3696  *******************************************************************/
3697
3698 /*
3699  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3700  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3701  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3702  */
3703
3704 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3705 {
3706         int node;
3707         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3708         struct kmem_cache_node *n;
3709
3710         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3711
3712         /*
3713          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3714          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3715          * IPIs around.
3716          */
3717         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3718         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3719                 struct page *p;
3720
3721                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3722                         p->slab_cache = s;
3723
3724 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3725                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3726                         p->slab_cache = s;
3727 #endif
3728         }
3729         slab_init_memcg_params(s);
3730         list_add(&s->list, &slab_caches);
3731         return s;
3732 }
3733
3734 void __init kmem_cache_init(void)
3735 {
3736         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3737                 boot_kmem_cache_node;
3738
3739         if (debug_guardpage_minorder())
3740                 slub_max_order = 0;
3741
3742         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3743         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3744
3745         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3746                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3747
3748         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3749
3750         /* Able to allocate the per node structures */
3751         slab_state = PARTIAL;
3752
3753         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3754                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3755                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3756                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3757
3758         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3759
3760         /*
3761          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3762          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3763          * update any list pointers.
3764          */
3765         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3766
3767         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3768         setup_kmalloc_cache_index_table();
3769         create_kmalloc_caches(0);
3770
3771 #ifdef CONFIG_SMP
3772         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3773 #endif
3774
3775         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3776                 cache_line_size(),
3777                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3778                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3779 }
3780
3781 void __init kmem_cache_init_late(void)
3782 {
3783 }
3784
3785 struct kmem_cache *
3786 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3787                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3788 {
3789         struct kmem_cache *s, *c;
3790
3791         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3792         if (s) {
3793                 s->refcount++;
3794
3795                 /*
3796                  * Adjust the object sizes so that we clear
3797                  * the complete object on kzalloc.
3798                  */
3799                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3800                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3801
3802                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3803                         c->object_size = s->object_size;
3804                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3805                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3806                 }
3807
3808                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3809                         s->refcount--;
3810                         s = NULL;
3811                 }
3812         }
3813
3814         return s;
3815 }
3816
3817 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3818 {
3819         int err;
3820
3821         err = kmem_cache_open(s, flags);
3822         if (err)
3823                 return err;
3824
3825         /* Mutex is not taken during early boot */
3826         if (slab_state <= UP)
3827                 return 0;
3828
3829         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3830         err = sysfs_slab_add(s);
3831         if (err)
3832                 kmem_cache_close(s);
3833
3834         return err;
3835 }
3836
3837 #ifdef CONFIG_SMP
3838 /*
3839  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3840  * necessary.
3841  */
3842 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3843                 unsigned long action, void *hcpu)
3844 {
3845         long cpu = (long)hcpu;
3846         struct kmem_cache *s;
3847         unsigned long flags;
3848
3849         switch (action) {
3850         case CPU_UP_CANCELED:
3851         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3852         case CPU_DEAD:
3853         case CPU_DEAD_FROZEN:
3854                 mutex_lock(&slab_mutex);
3855                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3856                         local_irq_save(flags);
3857                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3858                         local_irq_restore(flags);
3859                 }
3860                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3861                 break;
3862         default:
3863                 break;
3864         }
3865         return NOTIFY_OK;
3866 }
3867
3868 static struct notifier_block slab_notifier = {
3869         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3870 };
3871
3872 #endif
3873
3874 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3875 {
3876         struct kmem_cache *s;
3877         void *ret;
3878
3879         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3880                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3881
3882         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3883
3884         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3885                 return s;
3886
3887         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3888
3889         /* Honor the call site pointer we received. */
3890         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3891
3892         return ret;
3893 }
3894
3895 #ifdef CONFIG_NUMA
3896 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3897                                         int node, unsigned long caller)
3898 {
3899         struct kmem_cache *s;
3900         void *ret;
3901
3902         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3903                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3904
3905                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3906                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3907                                    gfpflags, node);
3908
3909                 return ret;
3910         }
3911
3912         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3913
3914         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3915                 return s;
3916
3917         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3918
3919         /* Honor the call site pointer we received. */
3920         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3921
3922         return ret;
3923 }
3924 #endif
3925
3926 #ifdef CONFIG_SYSFS
3927 static int count_inuse(struct page *page)
3928 {
3929         return page->inuse;
3930 }
3931
3932 static int count_total(struct page *page)
3933 {
3934         return page->objects;
3935 }
3936 #endif
3937
3938 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3939 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3940                                                 unsigned long *map)
3941 {
3942         void *p;
3943         void *addr = page_address(page);
3944
3945         if (!check_slab(s, page) ||
3946                         !on_freelist(s, page, NULL))
3947                 return 0;
3948
3949         /* Now we know that a valid freelist exists */
3950         bitmap_zero(map, page->objects);
3951
3952         get_map(s, page, map);
3953         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3954                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3955                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3956                                 return 0;
3957         }
3958
3959         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3960                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3961                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3962                                 return 0;
3963         return 1;
3964 }
3965
3966 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3967                                                 unsigned long *map)
3968 {
3969         slab_lock(page);
3970         validate_slab(s, page, map);
3971         slab_unlock(page);
3972 }
3973
3974 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3975                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3976 {
3977         unsigned long count = 0;
3978         struct page *page;
3979         unsigned long flags;
3980
3981         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3982
3983         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3984                 validate_slab_slab(s, page, map);
3985                 count++;
3986         }
3987         if (count != n->nr_partial)
3988                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3989                        s->name, count, n->nr_partial);
3990
3991         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3992                 goto out;
3993
3994         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3995                 validate_slab_slab(s, page, map);
3996                 count++;
3997         }
3998         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3999                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4000                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4001
4002 out:
4003         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4004         return count;
4005 }
4006
4007 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4008 {
4009         int node;
4010         unsigned long count = 0;
4011         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4012                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4013         struct kmem_cache_node *n;
4014
4015         if (!map)
4016                 return -ENOMEM;
4017
4018         flush_all(s);
4019         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4020                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4021         kfree(map);
4022         return count;
4023 }
4024 /*
4025  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4026  * and freed.
4027  */
4028
4029 struct location {
4030         unsigned long count;
4031         unsigned long addr;
4032         long long sum_time;
4033         long min_time;
4034         long max_time;
4035         long min_pid;
4036         long max_pid;
4037         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4038         nodemask_t nodes;
4039 };
4040
4041 struct loc_track {
4042         unsigned long max;
4043         unsigned long count;
4044         struct location *loc;
4045 };
4046
4047 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4048 {
4049         if (t->max)
4050                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4051                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4052 }
4053
4054 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4055 {
4056         struct location *l;
4057         int order;
4058
4059         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4060
4061         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4062         if (!l)
4063                 return 0;
4064
4065         if (t->count) {
4066                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4067                 free_loc_track(t);
4068         }
4069         t->max = max;
4070         t->loc = l;
4071         return 1;
4072 }
4073
4074 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4075                                 const struct track *track)
4076 {
4077         long start, end, pos;
4078         struct location *l;
4079         unsigned long caddr;
4080         unsigned long age = jiffies - track->when;
4081
4082         start = -1;
4083         end = t->count;
4084
4085         for ( ; ; ) {
4086                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4087
4088                 /*
4089                  * There is nothing at "end". If we end up there
4090                  * we need to add something to before end.
4091                  */
4092                 if (pos == end)
4093                         break;
4094
4095                 caddr = t->loc[pos].addr;
4096                 if (track->addr == caddr) {
4097
4098                         l = &t->loc[pos];
4099                         l->count++;
4100                         if (track->when) {
4101                                 l->sum_time += age;
4102                                 if (age < l->min_time)
4103                                         l->min_time = age;
4104                                 if (age > l->max_time)
4105                                         l->max_time = age;
4106
4107                                 if (track->pid < l->min_pid)
4108                                         l->min_pid = track->pid;
4109                                 if (track->pid > l->max_pid)
4110                                         l->max_pid = track->pid;
4111
4112                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4113                                                 to_cpumask(l->cpus));
4114                         }
4115                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4116                         return 1;
4117                 }
4118
4119                 if (track->addr < caddr)
4120                         end = pos;
4121                 else
4122                         start = pos;
4123         }
4124
4125         /*
4126          * Not found. Insert new tracking element.
4127          */
4128         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4129                 return 0;
4130
4131         l = t->loc + pos;
4132         if (pos < t->count)
4133                 memmove(l + 1, l,
4134                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4135         t->count++;
4136         l->count = 1;
4137         l->addr = track->addr;
4138         l->sum_time = age;
4139         l->min_time = age;
4140         l->max_time = age;
4141         l->min_pid = track->pid;
4142         l->max_pid = track->pid;
4143         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4144         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4145         nodes_clear(l->nodes);
4146         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4147         return 1;
4148 }
4149
4150 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4151                 struct page *page, enum track_item alloc,
4152                 unsigned long *map)
4153 {
4154         void *addr = page_address(page);
4155         void *p;
4156
4157         bitmap_zero(map, page->objects);
4158         get_map(s, page, map);
4159
4160         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4161                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4162                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4163 }
4164
4165 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4166                                         enum track_item alloc)
4167 {
4168         int len = 0;
4169         unsigned long i;
4170         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4171         int node;
4172         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4173                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4174         struct kmem_cache_node *n;
4175
4176         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4177                                      GFP_TEMPORARY)) {
4178                 kfree(map);
4179                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4180         }
4181         /* Push back cpu slabs */
4182         flush_all(s);
4183
4184         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4185                 unsigned long flags;
4186                 struct page *page;
4187
4188                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4189                         continue;
4190
4191                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4192                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4193                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4194                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4195                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4196                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4197         }
4198
4199         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4200                 struct location *l = &t.loc[i];
4201
4202                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4203                         break;
4204                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4205
4206                 if (l->addr)
4207                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4208                 else
4209                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4210
4211                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4212                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4213                                 l->min_time,
4214                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4215                                 l->max_time);
4216                 } else
4217                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4218                                 l->min_time);
4219
4220                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4221                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4222                                 l->min_pid, l->max_pid);
4223                 else
4224                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4225                                 l->min_pid);
4226
4227                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4228                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4229                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4230                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4231                                          " cpus=%*pbl",
4232                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4233
4234                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4235                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4236                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4237                                          " nodes=%*pbl",
4238                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4239
4240                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4241         }
4242
4243         free_loc_track(&t);
4244         kfree(map);
4245         if (!t.count)
4246                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4247         return len;
4248 }
4249 #endif
4250
4251 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4252 static void __init resiliency_test(void)
4253 {
4254         u8 *p;
4255
4256         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4257
4258         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4259         pr_err("-----------------------\n");
4260         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4261
4262         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4263         p[16] = 0x12;
4264         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4265                p + 16);
4266
4267         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4268
4269         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4270         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4271         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4272         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4273                p);
4274         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4275
4276         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4277         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4278         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4279         *p = 0x56;
4280         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4281                p);
4282         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4283         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4284
4285         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4286         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4287         kfree(p);
4288         *p = 0x78;
4289         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4290         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4291
4292         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4293         kfree(p);
4294         p[50] = 0x9a;
4295         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4296         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4297
4298         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4299         kfree(p);
4300         p[512] = 0xab;
4301         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4302         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4303 }
4304 #else
4305 #ifdef CONFIG_SYSFS
4306 static void resiliency_test(void) {};
4307 #endif
4308 #endif
4309
4310 #ifdef CONFIG_SYSFS
4311 enum slab_stat_type {
4312         SL_ALL,                 /* All slabs */
4313         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4314         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4315         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4316         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4317 };
4318
4319 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4320 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4321 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4322 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4323 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4324
4325 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4326                             char *buf, unsigned long flags)
4327 {
4328         unsigned long total = 0;
4329         int node;
4330         int x;
4331         unsigned long *nodes;
4332
4333         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4334         if (!nodes)
4335                 return -ENOMEM;
4336
4337         if (flags & SO_CPU) {
4338                 int cpu;
4339
4340                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4341                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4342                                                                cpu);
4343                         int node;
4344                         struct page *page;
4345
4346                         page = READ_ONCE(c->page);
4347                         if (!page)
4348                                 continue;
4349
4350                         node = page_to_nid(page);
4351                         if (flags & SO_TOTAL)
4352                                 x = page->objects;
4353                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4354                                 x = page->inuse;
4355                         else
4356                                 x = 1;
4357
4358                         total += x;
4359                         nodes[node] += x;
4360
4361                         page = READ_ONCE(c->partial);
4362                         if (page) {
4363                                 node = page_to_nid(page);
4364                                 if (flags & SO_TOTAL)
4365                                         WARN_ON_ONCE(1);
4366                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4367                                         WARN_ON_ONCE(1);
4368                                 else
4369                                         x = page->pages;
4370                                 total += x;
4371                                 nodes[node] += x;
4372                         }
4373                 }
4374         }
4375
4376         get_online_mems();
4377 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4378         if (flags & SO_ALL) {
4379                 struct kmem_cache_node *n;
4380
4381                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4382
4383                         if (flags & SO_TOTAL)
4384                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4385                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4386                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4387                                         count_partial(n, count_free);
4388                         else
4389                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4390                         total += x;
4391                         nodes[node] += x;
4392                 }
4393
4394         } else
4395 #endif
4396         if (flags & SO_PARTIAL) {
4397                 struct kmem_cache_node *n;
4398
4399                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4400                         if (flags & SO_TOTAL)
4401                                 x = count_partial(n, count_total);
4402                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4403                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4404                         else
4405                                 x = n->nr_partial;
4406                         total += x;
4407                         nodes[node] += x;
4408                 }
4409         }
4410         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4411 #ifdef CONFIG_NUMA
4412         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4413                 if (nodes[node])
4414                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4415                                         node, nodes[node]);
4416 #endif
4417         put_online_mems();
4418         kfree(nodes);
4419         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4420 }
4421
4422 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4423 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4424 {
4425         int node;
4426         struct kmem_cache_node *n;
4427
4428         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4429                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4430                         return 1;
4431
4432         return 0;
4433 }
4434 #endif
4435
4436 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4437 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4438
4439 struct slab_attribute {
4440         struct attribute attr;
4441         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4442         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4443 };
4444
4445 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4446         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4447         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4448
4449 #define SLAB_ATTR(_name) \
4450         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4451         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4452
4453 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4454 {
4455         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4456 }
4457 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4458
4459 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4460 {
4461         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4462 }
4463 SLAB_ATTR_RO(align);
4464
4465 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4466 {
4467         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4468 }
4469 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4470
4471 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4472 {
4473         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4474 }
4475 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4476
4477 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4478                                 const char *buf, size_t length)
4479 {
4480         unsigned long order;
4481         int err;
4482
4483         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4484         if (err)
4485                 return err;
4486
4487         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4488                 return -EINVAL;
4489
4490         calculate_sizes(s, order);
4491         return length;
4492 }
4493
4494 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4495 {
4496         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4497 }
4498 SLAB_ATTR(order);
4499
4500 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4501 {
4502         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4503 }
4504
4505 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4506                                  size_t length)
4507 {
4508         unsigned long min;
4509         int err;
4510
4511         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4512         if (err)
4513                 return err;
4514
4515         set_min_partial(s, min);
4516         return length;
4517 }
4518 SLAB_ATTR(min_partial);
4519
4520 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4521 {
4522         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4523 }
4524
4525 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4526                                  size_t length)
4527 {
4528         unsigned long objects;
4529         int err;
4530
4531         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4532         if (err)
4533                 return err;
4534         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4535                 return -EINVAL;
4536
4537         s->cpu_partial = objects;
4538         flush_all(s);
4539         return length;
4540 }
4541 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4542
4543 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4544 {
4545         if (!s->ctor)
4546                 return 0;
4547         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4548 }
4549 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4550
4551 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4552 {
4553         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4554 }
4555 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4556
4557 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4558 {
4559         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4560 }
4561 SLAB_ATTR_RO(partial);
4562
4563 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4564 {
4565         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4566 }
4567 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4568
4569 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4570 {
4571         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4572 }
4573 SLAB_ATTR_RO(objects);
4574
4575 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4576 {
4577         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4578 }
4579 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4580
4581 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4582 {
4583         int objects = 0;
4584         int pages = 0;
4585         int cpu;
4586         int len;
4587
4588         for_each_online_cpu(cpu) {
4589                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4590
4591                 if (page) {
4592                         pages += page->pages;
4593                         objects += page->pobjects;
4594                 }
4595         }
4596
4597         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4598
4599 #ifdef CONFIG_SMP
4600         for_each_online_cpu(cpu) {
4601                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4602
4603                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4604                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4605                                 page->pobjects, page->pages);
4606         }
4607 #endif
4608         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4609 }
4610 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4611
4612 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4613 {
4614         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4615 }
4616
4617 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4618                                 const char *buf, size_t length)
4619 {
4620         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4621         if (buf[0] == '1')
4622                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4623         return length;
4624 }
4625 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4626
4627 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4628 {
4629         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4630 }
4631 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4632
4633 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4634 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4635 {
4636         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4637 }
4638 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4639 #endif
4640
4641 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4642 {
4643         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4644 }
4645 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4646
4647 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4648 {
4649         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4650 }
4651 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4652
4653 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4654 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4655 {
4656         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4657 }
4658 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4659
4660 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4661 {
4662         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4663 }
4664 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4665
4666 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4667 {
4668         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4669 }
4670
4671 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4672                                 const char *buf, size_t length)
4673 {
4674         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4675         if (buf[0] == '1') {
4676                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4677                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4678         }
4679         return length;
4680 }
4681 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4682
4683 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4684 {
4685         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4686 }
4687
4688 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4689                                                         size_t length)
4690 {
4691         /*
4692          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4693          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4694          * cache into an umergeable one.
4695          */
4696         if (s->refcount > 1)
4697                 return -EINVAL;
4698
4699         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4700         if (buf[0] == '1') {
4701                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4702                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4703         }
4704         return length;
4705 }
4706 SLAB_ATTR(trace);
4707
4708 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4709 {
4710         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4711 }
4712
4713 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4714                                 const char *buf, size_t length)
4715 {
4716         if (any_slab_objects(s))
4717                 return -EBUSY;
4718
4719         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4720         if (buf[0] == '1') {
4721                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4722                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4723         }
4724         calculate_sizes(s, -1);
4725         return length;
4726 }
4727 SLAB_ATTR(red_zone);
4728
4729 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4730 {
4731         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4732 }
4733
4734 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4735                                 const char *buf, size_t length)
4736 {
4737         if (any_slab_objects(s))
4738                 return -EBUSY;
4739
4740         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4741         if (buf[0] == '1') {
4742                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4743                 s->flags |= SLAB_POISON;
4744         }
4745         calculate_sizes(s, -1);
4746         return length;
4747 }
4748 SLAB_ATTR(poison);
4749
4750 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4751 {
4752         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4753 }
4754
4755 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4756                                 const char *buf, size_t length)
4757 {
4758         if (any_slab_objects(s))
4759                 return -EBUSY;
4760
4761         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4762         if (buf[0] == '1') {
4763                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4764                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4765         }
4766         calculate_sizes(s, -1);
4767         return length;
4768 }
4769 SLAB_ATTR(store_user);
4770
4771 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4772 {
4773         return 0;
4774 }
4775
4776 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4777                         const char *buf, size_t length)
4778 {
4779         int ret = -EINVAL;
4780
4781         if (buf[0] == '1') {
4782                 ret = validate_slab_cache(s);
4783                 if (ret >= 0)
4784                         ret = length;
4785         }
4786         return ret;
4787 }
4788 SLAB_ATTR(validate);
4789
4790 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4791 {
4792         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4793                 return -ENOSYS;
4794         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4795 }
4796 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4797
4798 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4799 {
4800         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4801                 return -ENOSYS;
4802         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4803 }
4804 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4805 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4806
4807 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4808 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4809 {
4810         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4811 }
4812
4813 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4814                                                         size_t length)
4815 {
4816         if (s->refcount > 1)
4817                 return -EINVAL;
4818
4819         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4820         if (buf[0] == '1')
4821                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4822         return length;
4823 }
4824 SLAB_ATTR(failslab);
4825 #endif
4826
4827 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4828 {
4829         return 0;
4830 }
4831
4832 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4833                         const char *buf, size_t length)
4834 {
4835         if (buf[0] == '1')
4836                 kmem_cache_shrink(s);
4837         else
4838                 return -EINVAL;
4839         return length;
4840 }
4841 SLAB_ATTR(shrink);
4842
4843 #ifdef CONFIG_NUMA
4844 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4845 {
4846         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4847 }
4848
4849 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4850                                 const char *buf, size_t length)
4851 {
4852         unsigned long ratio;
4853         int err;
4854
4855         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4856         if (err)
4857                 return err;
4858
4859         if (ratio <= 100)
4860                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4861
4862         return length;
4863 }
4864 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4865 #endif
4866
4867 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4868 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4869 {
4870         unsigned long sum  = 0;
4871         int cpu;
4872         int len;
4873         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4874
4875         if (!data)
4876                 return -ENOMEM;
4877
4878         for_each_online_cpu(cpu) {
4879                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4880
4881                 data[cpu] = x;
4882                 sum += x;
4883         }
4884
4885         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4886
4887 #ifdef CONFIG_SMP
4888         for_each_online_cpu(cpu) {
4889                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4890                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4891         }
4892 #endif
4893         kfree(data);
4894         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4895 }
4896
4897 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4898 {
4899         int cpu;
4900
4901         for_each_online_cpu(cpu)
4902                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4903 }
4904
4905 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4906 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4907 {                                                               \
4908         return show_stat(s, buf, si);                           \
4909 }                                                               \
4910 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4911                                 const char *buf, size_t length) \
4912 {                                                               \
4913         if (buf[0] != '0')                                      \
4914                 return -EINVAL;                                 \
4915         clear_stat(s, si);                                      \
4916         return length;                                          \
4917 }                                                               \
4918 SLAB_ATTR(text);                                                \
4919
4920 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4921 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4922 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4923 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4924 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4925 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4926 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4927 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4928 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4929 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4930 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4931 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4932 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4933 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4934 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4935 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4936 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4937 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4938 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4939 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4940 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4941 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4942 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4943 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4944 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4945 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4946 #endif
4947
4948 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4949         &slab_size_attr.attr,
4950         &object_size_attr.attr,
4951         &objs_per_slab_attr.attr,
4952         &order_attr.attr,
4953         &min_partial_attr.attr,
4954         &cpu_partial_attr.attr,
4955         &objects_attr.attr,
4956         &objects_partial_attr.attr,
4957         &partial_attr.attr,
4958         &cpu_slabs_attr.attr,
4959         &ctor_attr.attr,
4960         &aliases_attr.attr,
4961         &align_attr.attr,
4962         &hwcache_align_attr.attr,
4963         &reclaim_account_attr.attr,
4964         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4965         &shrink_attr.attr,
4966         &reserved_attr.attr,
4967         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4968 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4969         &total_objects_attr.attr,
4970         &slabs_attr.attr,
4971         &sanity_checks_attr.attr,
4972         &trace_attr.attr,
4973         &red_zone_attr.attr,
4974         &poison_attr.attr,
4975         &store_user_attr.attr,
4976         &validate_attr.attr,
4977         &alloc_calls_attr.attr,
4978         &free_calls_attr.attr,
4979 #endif
4980 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4981         &cache_dma_attr.attr,
4982 #endif
4983 #ifdef CONFIG_NUMA
4984         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4985 #endif
4986 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4987         &alloc_fastpath_attr.attr,
4988         &alloc_slowpath_attr.attr,
4989         &free_fastpath_attr.attr,
4990         &free_slowpath_attr.attr,
4991         &free_frozen_attr.attr,
4992         &free_add_partial_attr.attr,
4993         &free_remove_partial_attr.attr,
4994         &alloc_from_partial_attr.attr,
4995         &alloc_slab_attr.attr,
4996         &alloc_refill_attr.attr,
4997         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4998         &free_slab_attr.attr,
4999         &cpuslab_flush_attr.attr,
5000         &deactivate_full_attr.attr,
5001         &deactivate_empty_attr.attr,
5002         &deactivate_to_head_attr.attr,
5003         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5004         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5005         &deactivate_bypass_attr.attr,
5006         &order_fallback_attr.attr,
5007         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5008         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5009         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5010         &cpu_partial_free_attr.attr,
5011         &cpu_partial_node_attr.attr,
5012         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5013 #endif
5014 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5015         &failslab_attr.attr,
5016 #endif
5017
5018         NULL
5019 };
5020
5021 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5022         .attrs = slab_attrs,
5023 };
5024
5025 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5026                                 struct attribute *attr,
5027                                 char *buf)
5028 {
5029         struct slab_attribute *attribute;
5030         struct kmem_cache *s;
5031         int err;
5032
5033         attribute = to_slab_attr(attr);
5034         s = to_slab(kobj);
5035
5036         if (!attribute->show)
5037                 return -EIO;
5038
5039         err = attribute->show(s, buf);
5040
5041         return err;
5042 }
5043
5044 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5045                                 struct attribute *attr,
5046                                 const char *buf, size_t len)
5047 {
5048         struct slab_attribute *attribute;
5049         struct kmem_cache *s;
5050         int err;
5051
5052         attribute = to_slab_attr(attr);
5053         s = to_slab(kobj);
5054
5055         if (!attribute->store)
5056                 return -EIO;
5057
5058         err = attribute->store(s, buf, len);
5059 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5060         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5061                 struct kmem_cache *c;
5062
5063                 mutex_lock(&slab_mutex);
5064                 if (s->max_attr_size < len)
5065                         s->max_attr_size = len;
5066
5067                 /*
5068                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5069                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5070                  * basically because not all attributes will have a well
5071                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5072                  * have permanent effects.
5073                  *
5074                  * Returning the error value of any of the children that fail
5075                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5076                  * error code won't be able to know anything about the state of
5077                  * the cache.
5078                  *
5079                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5080                  * has well defined semantics. The cache being written to
5081                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5082                  * through the descendants with best-effort propagation.
5083                  */
5084                 for_each_memcg_cache(c, s)
5085                         attribute->store(c, buf, len);
5086                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5087         }
5088 #endif
5089         return err;
5090 }
5091
5092 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5093 {
5094 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5095         int i;
5096         char *buffer = NULL;
5097         struct kmem_cache *root_cache;
5098
5099         if (is_root_cache(s))
5100                 return;
5101
5102         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5103
5104         /*
5105          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5106          * in copying default values around
5107          */
5108         if (!root_cache->max_attr_size)
5109                 return;
5110
5111         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5112                 char mbuf[64];
5113                 char *buf;
5114                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5115
5116                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5117                         continue;
5118
5119                 /*
5120                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5121                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5122                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5123                  *
5124                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5125                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5126                  * theoretically happen.
5127                  */
5128                 if (buffer)
5129                         buf = buffer;
5130                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5131                         buf = mbuf;
5132                 else {
5133                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5134                         if (WARN_ON(!buffer))
5135                                 continue;
5136                         buf = buffer;
5137                 }
5138
5139                 attr->show(root_cache, buf);
5140                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5141         }
5142
5143         if (buffer)
5144                 free_page((unsigned long)buffer);
5145 #endif
5146 }
5147
5148 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5149 {
5150         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5151 }
5152
5153 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5154         .show = slab_attr_show,
5155         .store = slab_attr_store,
5156 };
5157
5158 static struct kobj_type slab_ktype = {
5159         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5160         .release = kmem_cache_release,
5161 };
5162
5163 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5164 {
5165         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5166
5167         if (ktype == &slab_ktype)
5168                 return 1;
5169         return 0;
5170 }
5171
5172 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5173         .filter = uevent_filter,
5174 };
5175
5176 static struct kset *slab_kset;
5177
5178 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5179 {
5180 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5181         if (!is_root_cache(s))
5182                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5183 #endif
5184         return slab_kset;
5185 }
5186
5187 #define ID_STR_LENGTH 64
5188
5189 /* Create a unique string id for a slab cache:
5190  *
5191  * Format       :[flags-]size
5192  */
5193 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5194 {
5195         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5196         char *p = name;
5197
5198         BUG_ON(!name);
5199
5200         *p++ = ':';
5201         /*
5202          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5203          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5204          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5205          * are matched during merging to guarantee that the id is
5206          * unique.
5207          */
5208         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5209                 *p++ = 'd';
5210         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5211                 *p++ = 'a';
5212         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5213                 *p++ = 'F';
5214         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5215                 *p++ = 't';
5216         if (p != name + 1)
5217                 *p++ = '-';
5218         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5219
5220         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5221         return name;
5222 }
5223
5224 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5225 {
5226         int err;
5227         const char *name;
5228         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5229
5230         if (unmergeable) {
5231                 /*
5232                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5233                  * This is typically the case for debug situations. In that
5234                  * case we can catch duplicate names easily.
5235                  */
5236                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5237                 name = s->name;
5238         } else {
5239                 /*
5240                  * Create a unique name for the slab as a target
5241                  * for the symlinks.
5242                  */
5243                 name = create_unique_id(s);
5244         }
5245
5246         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5247         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5248         if (err)
5249                 goto out_put_kobj;
5250
5251         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5252         if (err)
5253                 goto out_del_kobj;
5254
5255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5256         if (is_root_cache(s)) {
5257                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5258                 if (!s->memcg_kset) {
5259                         err = -ENOMEM;
5260                         goto out_del_kobj;
5261                 }
5262         }
5263 #endif
5264
5265         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5266         if (!unmergeable) {
5267                 /* Setup first alias */
5268                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5269         }
5270 out:
5271         if (!unmergeable)
5272                 kfree(name);
5273         return err;
5274 out_del_kobj:
5275         kobject_del(&s->kobj);
5276 out_put_kobj:
5277         kobject_put(&s->kobj);
5278         goto out;
5279 }
5280
5281 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5282 {
5283         if (slab_state < FULL)
5284                 /*
5285                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5286                  * cache from sysfs.
5287                  */
5288                 return;
5289
5290 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5291         kset_unregister(s->memcg_kset);
5292 #endif
5293         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5294         kobject_del(&s->kobj);
5295         kobject_put(&s->kobj);
5296 }
5297
5298 /*
5299  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5300  * available lest we lose that information.
5301  */
5302 struct saved_alias {
5303         struct kmem_cache *s;
5304         const char *name;
5305         struct saved_alias *next;
5306 };
5307
5308 static struct saved_alias *alias_list;
5309
5310 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5311 {
5312         struct saved_alias *al;
5313
5314         if (slab_state == FULL) {
5315                 /*
5316                  * If we have a leftover link then remove it.
5317                  */
5318                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5319                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5320         }
5321
5322         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5323         if (!al)
5324                 return -ENOMEM;
5325
5326         al->s = s;
5327         al->name = name;
5328         al->next = alias_list;
5329         alias_list = al;
5330         return 0;
5331 }
5332
5333 static int __init slab_sysfs_init(void)
5334 {
5335         struct kmem_cache *s;
5336         int err;
5337
5338         mutex_lock(&slab_mutex);
5339
5340         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5341         if (!slab_kset) {
5342                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5343                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5344                 return -ENOSYS;
5345         }
5346
5347         slab_state = FULL;
5348
5349         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5350                 err = sysfs_slab_add(s);
5351                 if (err)
5352                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5353                                s->name);
5354         }
5355
5356         while (alias_list) {
5357                 struct saved_alias *al = alias_list;
5358
5359                 alias_list = alias_list->next;
5360                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5361                 if (err)
5362                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5363                                al->name);
5364                 kfree(al);
5365         }
5366
5367         mutex_unlock(&slab_mutex);
5368         resiliency_test();
5369         return 0;
5370 }
5371
5372 __initcall(slab_sysfs_init);
5373 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5374
5375 /*
5376  * The /proc/slabinfo ABI
5377  */
5378 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5379 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5380 {
5381         unsigned long nr_slabs = 0;
5382         unsigned long nr_objs = 0;
5383         unsigned long nr_free = 0;
5384         int node;
5385         struct kmem_cache_node *n;
5386
5387         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5388                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5389                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5390                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5391         }
5392
5393         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5394         sinfo->num_objs = nr_objs;
5395         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5396         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5397         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5398         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5399 }
5400
5401 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5402 {
5403 }
5404
5405 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5406                        size_t count, loff_t *ppos)
5407 {
5408         return -EIO;
5409 }
5410 #endif /* CONFIG_SLABINFO */