These changes are a raw update to a vanilla kernel 4.1.10, with the
[kvmfornfv.git] / kernel / 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         raw_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         raw_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 struct slub_free_list {
1246         raw_spinlock_t          lock;
1247         struct list_head        list;
1248 };
1249 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_free_list, slub_free_list);
1250
1251 /*
1252  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1253  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1254  */
1255 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1256 {
1257         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1258         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1259 }
1260
1261 static inline void kfree_hook(const void *x)
1262 {
1263         kmemleak_free(x);
1264         kasan_kfree_large(x);
1265 }
1266
1267 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1268                                                      gfp_t flags)
1269 {
1270         flags &= gfp_allowed_mask;
1271         lockdep_trace_alloc(flags);
1272         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1273
1274         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1275                 return NULL;
1276
1277         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1278 }
1279
1280 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1281                                         gfp_t flags, void *object)
1282 {
1283         flags &= gfp_allowed_mask;
1284         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1285         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
1286         memcg_kmem_put_cache(s);
1287         kasan_slab_alloc(s, object);
1288 }
1289
1290 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1291 {
1292         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1293
1294         /*
1295          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1296          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1297          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1298          */
1299 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1300         {
1301                 unsigned long flags;
1302
1303                 local_irq_save(flags);
1304                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1305                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1306                 local_irq_restore(flags);
1307         }
1308 #endif
1309         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1310                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1311
1312         kasan_slab_free(s, x);
1313 }
1314
1315 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1316                                 void *object)
1317 {
1318         setup_object_debug(s, page, object);
1319         if (unlikely(s->ctor)) {
1320                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1321                 s->ctor(object);
1322                 kasan_poison_object_data(s, object);
1323         }
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Slab allocation and freeing
1328  */
1329 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1330                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1331 {
1332         struct page *page;
1333         int order = oo_order(oo);
1334
1335         flags |= __GFP_NOTRACK;
1336
1337         if (memcg_charge_slab(s, flags, order))
1338                 return NULL;
1339
1340         if (node == NUMA_NO_NODE)
1341                 page = alloc_pages(flags, order);
1342         else
1343                 page = alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1344
1345         if (!page)
1346                 memcg_uncharge_slab(s, order);
1347
1348         return page;
1349 }
1350
1351 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1352 {
1353         struct page *page;
1354         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1355         gfp_t alloc_gfp;
1356         void *start, *p;
1357         int idx, order;
1358         bool enableirqs;
1359
1360         flags &= gfp_allowed_mask;
1361
1362         enableirqs = (flags & __GFP_WAIT) != 0;
1363 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT_FULL
1364         enableirqs |= system_state == SYSTEM_RUNNING;
1365 #endif
1366         if (enableirqs)
1367                 local_irq_enable();
1368
1369         flags |= s->allocflags;
1370
1371         /*
1372          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1373          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1374          */
1375         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1376
1377         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1378         if (unlikely(!page)) {
1379                 oo = s->min;
1380                 alloc_gfp = flags;
1381                 /*
1382                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1383                  * Try a lower order alloc if possible
1384                  */
1385                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1386                 if (unlikely(!page))
1387                         goto out;
1388                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1389         }
1390
1391         if (kmemcheck_enabled &&
1392             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1393                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1394
1395                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1396
1397                 /*
1398                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1399                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1400                  */
1401                 if (s->ctor)
1402                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1403                 else
1404                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1405         }
1406
1407         page->objects = oo_objects(oo);
1408
1409         order = compound_order(page);
1410         page->slab_cache = s;
1411         __SetPageSlab(page);
1412         if (page_is_pfmemalloc(page))
1413                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1414
1415         start = page_address(page);
1416
1417         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1418                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1419
1420         kasan_poison_slab(page);
1421
1422         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1423                 setup_object(s, page, p);
1424                 if (likely(idx < page->objects))
1425                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1426                 else
1427                         set_freepointer(s, p, NULL);
1428         }
1429
1430         page->freelist = start;
1431         page->inuse = page->objects;
1432         page->frozen = 1;
1433
1434 out:
1435         if (enableirqs)
1436                 local_irq_disable();
1437         if (!page)
1438                 return NULL;
1439
1440         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1441                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1442                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1443                 1 << oo_order(oo));
1444
1445         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1446
1447         return page;
1448 }
1449
1450 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1451 {
1452         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1453                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1454                 BUG();
1455         }
1456
1457         return allocate_slab(s,
1458                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1459 }
1460
1461 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1462 {
1463         int order = compound_order(page);
1464         int pages = 1 << order;
1465
1466         if (kmem_cache_debug(s)) {
1467                 void *p;
1468
1469                 slab_pad_check(s, page);
1470                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1471                                                 page->objects)
1472                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1473         }
1474
1475         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1476
1477         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1478                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1479                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1480                 -pages);
1481
1482         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1483         __ClearPageSlab(page);
1484
1485         page_mapcount_reset(page);
1486         if (current->reclaim_state)
1487                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1488         __free_pages(page, order);
1489         memcg_uncharge_slab(s, order);
1490 }
1491
1492 static void free_delayed(struct list_head *h)
1493 {
1494         while(!list_empty(h)) {
1495                 struct page *page = list_first_entry(h, struct page, lru);
1496
1497                 list_del(&page->lru);
1498                 __free_slab(page->slab_cache, page);
1499         }
1500 }
1501
1502 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1503         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1504
1505 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1506 {
1507         struct page *page;
1508
1509         if (need_reserve_slab_rcu)
1510                 page = virt_to_head_page(h);
1511         else
1512                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1513
1514         __free_slab(page->slab_cache, page);
1515 }
1516
1517 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1518 {
1519         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1520                 struct rcu_head *head;
1521
1522                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1523                         int order = compound_order(page);
1524                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1525
1526                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1527                         head = page_address(page) + offset;
1528                 } else {
1529                         /*
1530                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1531                          */
1532                         head = (void *)&page->lru;
1533                 }
1534
1535                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1536         } else if (irqs_disabled()) {
1537                 struct slub_free_list *f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
1538
1539                 raw_spin_lock(&f->lock);
1540                 list_add(&page->lru, &f->list);
1541                 raw_spin_unlock(&f->lock);
1542         } else
1543                 __free_slab(s, page);
1544 }
1545
1546 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1547 {
1548         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1549         free_slab(s, page);
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Management of partially allocated slabs.
1554  */
1555 static inline void
1556 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1557 {
1558         n->nr_partial++;
1559         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1560                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1561         else
1562                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1563 }
1564
1565 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1566                                 struct page *page, int tail)
1567 {
1568         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1569         __add_partial(n, page, tail);
1570 }
1571
1572 static inline void
1573 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1574 {
1575         list_del(&page->lru);
1576         n->nr_partial--;
1577 }
1578
1579 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1580                                         struct page *page)
1581 {
1582         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1583         __remove_partial(n, page);
1584 }
1585
1586 /*
1587  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1588  * return the pointer to the freelist.
1589  *
1590  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1591  */
1592 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1593                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1594                 int mode, int *objects)
1595 {
1596         void *freelist;
1597         unsigned long counters;
1598         struct page new;
1599
1600         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1601
1602         /*
1603          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1604          * The old freelist is the list of objects for the
1605          * per cpu allocation list.
1606          */
1607         freelist = page->freelist;
1608         counters = page->counters;
1609         new.counters = counters;
1610         *objects = new.objects - new.inuse;
1611         if (mode) {
1612                 new.inuse = page->objects;
1613                 new.freelist = NULL;
1614         } else {
1615                 new.freelist = freelist;
1616         }
1617
1618         VM_BUG_ON(new.frozen);
1619         new.frozen = 1;
1620
1621         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1622                         freelist, counters,
1623                         new.freelist, new.counters,
1624                         "acquire_slab"))
1625                 return NULL;
1626
1627         remove_partial(n, page);
1628         WARN_ON(!freelist);
1629         return freelist;
1630 }
1631
1632 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1633 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1634
1635 /*
1636  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1637  */
1638 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1639                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1640 {
1641         struct page *page, *page2;
1642         void *object = NULL;
1643         int available = 0;
1644         int objects;
1645
1646         /*
1647          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1648          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1649          * partial slab and there is none available then get_partials()
1650          * will return NULL.
1651          */
1652         if (!n || !n->nr_partial)
1653                 return NULL;
1654
1655         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1656         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1657                 void *t;
1658
1659                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1660                         continue;
1661
1662                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1663                 if (!t)
1664                         break;
1665
1666                 available += objects;
1667                 if (!object) {
1668                         c->page = page;
1669                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1670                         object = t;
1671                 } else {
1672                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1673                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1674                 }
1675                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1676                         || available > s->cpu_partial / 2)
1677                         break;
1678
1679         }
1680         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
1681         return object;
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1686  */
1687 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1688                 struct kmem_cache_cpu *c)
1689 {
1690 #ifdef CONFIG_NUMA
1691         struct zonelist *zonelist;
1692         struct zoneref *z;
1693         struct zone *zone;
1694         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1695         void *object;
1696         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1697
1698         /*
1699          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1700          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1701          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1702          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1703          *
1704          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1705          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1706          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1707          * from other nodes and filled up.
1708          *
1709          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1710          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1711          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1712          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1713          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1714          * with available objects.
1715          */
1716         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1717                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1718                 return NULL;
1719
1720         do {
1721                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1722                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1723                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1724                         struct kmem_cache_node *n;
1725
1726                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1727
1728                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1729                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1730                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1731                                 if (object) {
1732                                         /*
1733                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1734                                          * here - if mems_allowed was updated in
1735                                          * parallel, that was a harmless race
1736                                          * between allocation and the cpuset
1737                                          * update
1738                                          */
1739                                         return object;
1740                                 }
1741                         }
1742                 }
1743         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1744 #endif
1745         return NULL;
1746 }
1747
1748 /*
1749  * Get a partial page, lock it and return it.
1750  */
1751 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1752                 struct kmem_cache_cpu *c)
1753 {
1754         void *object;
1755         int searchnode = node;
1756
1757         if (node == NUMA_NO_NODE)
1758                 searchnode = numa_mem_id();
1759         else if (!node_present_pages(node))
1760                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1761
1762         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1763         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1764                 return object;
1765
1766         return get_any_partial(s, flags, c);
1767 }
1768
1769 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1770 /*
1771  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1772  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1773  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1774  */
1775 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1776 #else
1777 /*
1778  * No preemption supported therefore also no need to check for
1779  * different cpus.
1780  */
1781 #define TID_STEP 1
1782 #endif
1783
1784 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1785 {
1786         return tid + TID_STEP;
1787 }
1788
1789 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1790 {
1791         return tid % TID_STEP;
1792 }
1793
1794 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1795 {
1796         return tid / TID_STEP;
1797 }
1798
1799 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1800 {
1801         return cpu;
1802 }
1803
1804 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1805                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1806 {
1807 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1808         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1809
1810         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1811
1812 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1813         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1814                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1815                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1816         else
1817 #endif
1818         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1819                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1820                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1821         else
1822                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1823                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1824 #endif
1825         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1826 }
1827
1828 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1829 {
1830         int cpu;
1831
1832         for_each_possible_cpu(cpu)
1833                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Remove the cpu slab
1838  */
1839 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1840                                 void *freelist)
1841 {
1842         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1843         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1844         int lock = 0;
1845         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1846         void *nextfree;
1847         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1848         struct page new;
1849         struct page old;
1850
1851         if (page->freelist) {
1852                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1853                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1854         }
1855
1856         /*
1857          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1858          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1859          * last one.
1860          *
1861          * There is no need to take the list->lock because the page
1862          * is still frozen.
1863          */
1864         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1865                 void *prior;
1866                 unsigned long counters;
1867
1868                 do {
1869                         prior = page->freelist;
1870                         counters = page->counters;
1871                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1872                         new.counters = counters;
1873                         new.inuse--;
1874                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1875
1876                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1877                         prior, counters,
1878                         freelist, new.counters,
1879                         "drain percpu freelist"));
1880
1881                 freelist = nextfree;
1882         }
1883
1884         /*
1885          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1886          * list presence reflects the actual number of objects
1887          * during unfreeze.
1888          *
1889          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1890          * with the count. If there is a mismatch then the page
1891          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1892          *
1893          * Then we restart the process which may have to remove
1894          * the page from the list that we just put it on again
1895          * because the number of objects in the slab may have
1896          * changed.
1897          */
1898 redo:
1899
1900         old.freelist = page->freelist;
1901         old.counters = page->counters;
1902         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1903
1904         /* Determine target state of the slab */
1905         new.counters = old.counters;
1906         if (freelist) {
1907                 new.inuse--;
1908                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1909                 new.freelist = freelist;
1910         } else
1911                 new.freelist = old.freelist;
1912
1913         new.frozen = 0;
1914
1915         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1916                 m = M_FREE;
1917         else if (new.freelist) {
1918                 m = M_PARTIAL;
1919                 if (!lock) {
1920                         lock = 1;
1921                         /*
1922                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1923                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1924                          * is frozen
1925                          */
1926                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1927                 }
1928         } else {
1929                 m = M_FULL;
1930                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1931                         lock = 1;
1932                         /*
1933                          * This also ensures that the scanning of full
1934                          * slabs from diagnostic functions will not see
1935                          * any frozen slabs.
1936                          */
1937                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1938                 }
1939         }
1940
1941         if (l != m) {
1942
1943                 if (l == M_PARTIAL)
1944
1945                         remove_partial(n, page);
1946
1947                 else if (l == M_FULL)
1948
1949                         remove_full(s, n, page);
1950
1951                 if (m == M_PARTIAL) {
1952
1953                         add_partial(n, page, tail);
1954                         stat(s, tail);
1955
1956                 } else if (m == M_FULL) {
1957
1958                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1959                         add_full(s, n, page);
1960
1961                 }
1962         }
1963
1964         l = m;
1965         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1966                                 old.freelist, old.counters,
1967                                 new.freelist, new.counters,
1968                                 "unfreezing slab"))
1969                 goto redo;
1970
1971         if (lock)
1972                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
1973
1974         if (m == M_FREE) {
1975                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1976                 discard_slab(s, page);
1977                 stat(s, FREE_SLAB);
1978         }
1979 }
1980
1981 /*
1982  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1983  *
1984  * This function must be called with interrupts disabled
1985  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1986  * to guarantee no concurrent accesses).
1987  */
1988 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1989                 struct kmem_cache_cpu *c)
1990 {
1991 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1992         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1993         struct page *page, *discard_page = NULL;
1994
1995         while ((page = c->partial)) {
1996                 struct page new;
1997                 struct page old;
1998
1999                 c->partial = page->next;
2000
2001                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2002                 if (n != n2) {
2003                         if (n)
2004                                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2005
2006                         n = n2;
2007                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2008                 }
2009
2010                 do {
2011
2012                         old.freelist = page->freelist;
2013                         old.counters = page->counters;
2014                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2015
2016                         new.counters = old.counters;
2017                         new.freelist = old.freelist;
2018
2019                         new.frozen = 0;
2020
2021                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2022                                 old.freelist, old.counters,
2023                                 new.freelist, new.counters,
2024                                 "unfreezing slab"));
2025
2026                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2027                         page->next = discard_page;
2028                         discard_page = page;
2029                 } else {
2030                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2031                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2032                 }
2033         }
2034
2035         if (n)
2036                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2037
2038         while (discard_page) {
2039                 page = discard_page;
2040                 discard_page = discard_page->next;
2041
2042                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2043                 discard_slab(s, page);
2044                 stat(s, FREE_SLAB);
2045         }
2046 #endif
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2051  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2052  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2053  * onto a random cpus partial slot.
2054  *
2055  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2056  * per node partial list.
2057  */
2058 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2059 {
2060 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2061         struct page *oldpage;
2062         int pages;
2063         int pobjects;
2064
2065         preempt_disable();
2066         do {
2067                 pages = 0;
2068                 pobjects = 0;
2069                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2070
2071                 if (oldpage) {
2072                         pobjects = oldpage->pobjects;
2073                         pages = oldpage->pages;
2074                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2075                                 struct slub_free_list *f;
2076                                 unsigned long flags;
2077                                 LIST_HEAD(tofree);
2078                                 /*
2079                                  * partial array is full. Move the existing
2080                                  * set to the per node partial list.
2081                                  */
2082                                 local_irq_save(flags);
2083                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2084                                 f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
2085                                 raw_spin_lock(&f->lock);
2086                                 list_splice_init(&f->list, &tofree);
2087                                 raw_spin_unlock(&f->lock);
2088                                 local_irq_restore(flags);
2089                                 free_delayed(&tofree);
2090                                 oldpage = NULL;
2091                                 pobjects = 0;
2092                                 pages = 0;
2093                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2094                         }
2095                 }
2096
2097                 pages++;
2098                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2099
2100                 page->pages = pages;
2101                 page->pobjects = pobjects;
2102                 page->next = oldpage;
2103
2104         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2105                                                                 != oldpage);
2106         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2107                 unsigned long flags;
2108
2109                 local_irq_save(flags);
2110                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2111                 local_irq_restore(flags);
2112         }
2113         preempt_enable();
2114 #endif
2115 }
2116
2117 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2118 {
2119         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2120         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2121
2122         c->tid = next_tid(c->tid);
2123         c->page = NULL;
2124         c->freelist = NULL;
2125 }
2126
2127 /*
2128  * Flush cpu slab.
2129  *
2130  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2131  */
2132 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2133 {
2134         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2135
2136         if (likely(c)) {
2137                 if (c->page)
2138                         flush_slab(s, c);
2139
2140                 unfreeze_partials(s, c);
2141         }
2142 }
2143
2144 static void flush_cpu_slab(void *d)
2145 {
2146         struct kmem_cache *s = d;
2147
2148         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2149 }
2150
2151 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2152 {
2153         struct kmem_cache *s = info;
2154         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2155
2156         return c->page || c->partial;
2157 }
2158
2159 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2160 {
2161         LIST_HEAD(tofree);
2162         int cpu;
2163
2164         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2165         for_each_online_cpu(cpu) {
2166                 struct slub_free_list *f;
2167
2168                 if (!has_cpu_slab(cpu, s))
2169                         continue;
2170
2171                 f = &per_cpu(slub_free_list, cpu);
2172                 raw_spin_lock_irq(&f->lock);
2173                 list_splice_init(&f->list, &tofree);
2174                 raw_spin_unlock_irq(&f->lock);
2175                 free_delayed(&tofree);
2176         }
2177 }
2178
2179 /*
2180  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2181  * locality expectations.
2182  */
2183 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2184 {
2185 #ifdef CONFIG_NUMA
2186         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2187                 return 0;
2188 #endif
2189         return 1;
2190 }
2191
2192 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2193 static int count_free(struct page *page)
2194 {
2195         return page->objects - page->inuse;
2196 }
2197
2198 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2199 {
2200         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2201 }
2202 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2203
2204 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2205 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2206                                         int (*get_count)(struct page *))
2207 {
2208         unsigned long flags;
2209         unsigned long x = 0;
2210         struct page *page;
2211
2212         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2213         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2214                 x += get_count(page);
2215         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2216         return x;
2217 }
2218 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2219
2220 static noinline void
2221 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2222 {
2223 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2224         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2225                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2226         int node;
2227         struct kmem_cache_node *n;
2228
2229         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2230                 return;
2231
2232         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2233                 nid, gfpflags);
2234         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2235                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2236                 oo_order(s->min));
2237
2238         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2239                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2240                         s->name);
2241
2242         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2243                 unsigned long nr_slabs;
2244                 unsigned long nr_objs;
2245                 unsigned long nr_free;
2246
2247                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2248                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2249                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2250
2251                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2252                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2253         }
2254 #endif
2255 }
2256
2257 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2258                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2259 {
2260         void *freelist;
2261         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2262         struct page *page;
2263
2264         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2265
2266         if (freelist)
2267                 return freelist;
2268
2269         page = new_slab(s, flags, node);
2270         if (page) {
2271                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2272                 if (c->page)
2273                         flush_slab(s, c);
2274
2275                 /*
2276                  * No other reference to the page yet so we can
2277                  * muck around with it freely without cmpxchg
2278                  */
2279                 freelist = page->freelist;
2280                 page->freelist = NULL;
2281
2282                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2283                 c->page = page;
2284                 *pc = c;
2285         } else
2286                 freelist = NULL;
2287
2288         return freelist;
2289 }
2290
2291 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2292 {
2293         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2294                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2295
2296         return true;
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2301  * per cpu freelist or deactivate the page.
2302  *
2303  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2304  *
2305  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2306  *
2307  * This function must be called with interrupt disabled.
2308  */
2309 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2310 {
2311         struct page new;
2312         unsigned long counters;
2313         void *freelist;
2314
2315         do {
2316                 freelist = page->freelist;
2317                 counters = page->counters;
2318
2319                 new.counters = counters;
2320                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2321
2322                 new.inuse = page->objects;
2323                 new.frozen = freelist != NULL;
2324
2325         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2326                 freelist, counters,
2327                 NULL, new.counters,
2328                 "get_freelist"));
2329
2330         return freelist;
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2335  * debugging duties.
2336  *
2337  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2338  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2339  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2340  *
2341  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2342  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2343  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2344  *
2345  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2346  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2347  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2348  */
2349 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2350                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2351 {
2352         struct slub_free_list *f;
2353         void *freelist;
2354         struct page *page;
2355         unsigned long flags;
2356         LIST_HEAD(tofree);
2357
2358         local_irq_save(flags);
2359 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2360         /*
2361          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2362          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2363          * pointer.
2364          */
2365         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2366 #endif
2367
2368         page = c->page;
2369         if (!page)
2370                 goto new_slab;
2371 redo:
2372
2373         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2374                 int searchnode = node;
2375
2376                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2377                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2378
2379                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2380                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2381                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2382                         c->page = NULL;
2383                         c->freelist = NULL;
2384                         goto new_slab;
2385                 }
2386         }
2387
2388         /*
2389          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2390          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2391          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2392          */
2393         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2394                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2395                 c->page = NULL;
2396                 c->freelist = NULL;
2397                 goto new_slab;
2398         }
2399
2400         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2401         freelist = c->freelist;
2402         if (freelist)
2403                 goto load_freelist;
2404
2405         freelist = get_freelist(s, page);
2406
2407         if (!freelist) {
2408                 c->page = NULL;
2409                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2410                 goto new_slab;
2411         }
2412
2413         stat(s, ALLOC_REFILL);
2414
2415 load_freelist:
2416         /*
2417          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2418          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2419          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2420          */
2421         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2422         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2423         c->tid = next_tid(c->tid);
2424 out:
2425         f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
2426         raw_spin_lock(&f->lock);
2427         list_splice_init(&f->list, &tofree);
2428         raw_spin_unlock(&f->lock);
2429         local_irq_restore(flags);
2430         free_delayed(&tofree);
2431         return freelist;
2432
2433 new_slab:
2434
2435         if (c->partial) {
2436                 page = c->page = c->partial;
2437                 c->partial = page->next;
2438                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2439                 c->freelist = NULL;
2440                 goto redo;
2441         }
2442
2443         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2444
2445         if (unlikely(!freelist)) {
2446                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2447                 goto out;
2448         }
2449
2450         page = c->page;
2451         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2452                 goto load_freelist;
2453
2454         /* Only entered in the debug case */
2455         if (kmem_cache_debug(s) &&
2456                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2457                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2458
2459         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2460         c->page = NULL;
2461         c->freelist = NULL;
2462         goto out;
2463 }
2464
2465 /*
2466  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2467  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2468  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2469  *
2470  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2471  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2472  *
2473  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2474  */
2475 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2476                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2477 {
2478         void **object;
2479         struct kmem_cache_cpu *c;
2480         struct page *page;
2481         unsigned long tid;
2482
2483         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2484         if (!s)
2485                 return NULL;
2486 redo:
2487         /*
2488          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2489          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2490          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2491          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2492          *
2493          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2494          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2495          * to check if it is matched or not.
2496          */
2497         do {
2498                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2499                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2500         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2501                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2502
2503         /*
2504          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2505          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2506          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2507          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2508          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2509          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2510          */
2511         barrier();
2512
2513         /*
2514          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2515          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2516          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2517          * linked list in between.
2518          */
2519
2520         object = c->freelist;
2521         page = c->page;
2522         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2523                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2524                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2525         } else {
2526                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2527
2528                 /*
2529                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2530                  * operation and if we are on the right processor.
2531                  *
2532                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2533                  * semantics!)
2534                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2535                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2536                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2537                  *
2538                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2539                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2540                  * other cpus.
2541                  */
2542                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2543                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2544                                 object, tid,
2545                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2546
2547                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2548                         goto redo;
2549                 }
2550                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2551                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2552         }
2553
2554         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2555                 memset(object, 0, s->object_size);
2556
2557         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2558
2559         return object;
2560 }
2561
2562 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2563                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2564 {
2565         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2566 }
2567
2568 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2569 {
2570         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2571
2572         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2573                                 s->size, gfpflags);
2574
2575         return ret;
2576 }
2577 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2578
2579 #ifdef CONFIG_TRACING
2580 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2581 {
2582         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2583         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2584         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2585         return ret;
2586 }
2587 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2588 #endif
2589
2590 #ifdef CONFIG_NUMA
2591 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2592 {
2593         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2594
2595         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2596                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2597
2598         return ret;
2599 }
2600 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2601
2602 #ifdef CONFIG_TRACING
2603 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2604                                     gfp_t gfpflags,
2605                                     int node, size_t size)
2606 {
2607         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2608
2609         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2610                            size, s->size, gfpflags, node);
2611
2612         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2613         return ret;
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2616 #endif
2617 #endif
2618
2619 /*
2620  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2621  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2622  *
2623  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2624  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2625  * handling required then we can return immediately.
2626  */
2627 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2628                         void *x, unsigned long addr)
2629 {
2630         void *prior;
2631         void **object = (void *)x;
2632         int was_frozen;
2633         struct page new;
2634         unsigned long counters;
2635         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2636         unsigned long uninitialized_var(flags);
2637
2638         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2639
2640         if (kmem_cache_debug(s) &&
2641                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2642                 return;
2643
2644         do {
2645                 if (unlikely(n)) {
2646                         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2647                         n = NULL;
2648                 }
2649                 prior = page->freelist;
2650                 counters = page->counters;
2651                 set_freepointer(s, object, prior);
2652                 new.counters = counters;
2653                 was_frozen = new.frozen;
2654                 new.inuse--;
2655                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2656
2657                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2658
2659                                 /*
2660                                  * Slab was on no list before and will be
2661                                  * partially empty
2662                                  * We can defer the list move and instead
2663                                  * freeze it.
2664                                  */
2665                                 new.frozen = 1;
2666
2667                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2668
2669                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2670                                 /*
2671                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2672                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2673                                  * drop the list_lock without any processing.
2674                                  *
2675                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2676                                  * other processors updating the list of slabs.
2677                                  */
2678                                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2679
2680                         }
2681                 }
2682
2683         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2684                 prior, counters,
2685                 object, new.counters,
2686                 "__slab_free"));
2687
2688         if (likely(!n)) {
2689
2690                 /*
2691                  * If we just froze the page then put it onto the
2692                  * per cpu partial list.
2693                  */
2694                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2695                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2696                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2697                 }
2698                 /*
2699                  * The list lock was not taken therefore no list
2700                  * activity can be necessary.
2701                  */
2702                 if (was_frozen)
2703                         stat(s, FREE_FROZEN);
2704                 return;
2705         }
2706
2707         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2708                 goto slab_empty;
2709
2710         /*
2711          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2712          * then add it.
2713          */
2714         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2715                 if (kmem_cache_debug(s))
2716                         remove_full(s, n, page);
2717                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2718                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2719         }
2720         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2721         return;
2722
2723 slab_empty:
2724         if (prior) {
2725                 /*
2726                  * Slab on the partial list.
2727                  */
2728                 remove_partial(n, page);
2729                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2730         } else {
2731                 /* Slab must be on the full list */
2732                 remove_full(s, n, page);
2733         }
2734
2735         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2736         stat(s, FREE_SLAB);
2737         discard_slab(s, page);
2738 }
2739
2740 /*
2741  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2742  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2743  *
2744  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2745  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2746  * the item before.
2747  *
2748  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2749  * with all sorts of special processing.
2750  */
2751 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2752                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2753 {
2754         void **object = (void *)x;
2755         struct kmem_cache_cpu *c;
2756         unsigned long tid;
2757
2758         slab_free_hook(s, x);
2759
2760 redo:
2761         /*
2762          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2763          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2764          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2765          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2766          */
2767         do {
2768                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2769                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2770         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2771                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2772
2773         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2774         barrier();
2775
2776         if (likely(page == c->page)) {
2777                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2778
2779                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2780                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2781                                 c->freelist, tid,
2782                                 object, next_tid(tid)))) {
2783
2784                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2785                         goto redo;
2786                 }
2787                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2788         } else
2789                 __slab_free(s, page, x, addr);
2790
2791 }
2792
2793 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2794 {
2795         s = cache_from_obj(s, x);
2796         if (!s)
2797                 return;
2798         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2799         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2800 }
2801 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2802
2803 /*
2804  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2805  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2806  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2807  * another.
2808  *
2809  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2810  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2811  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2812  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2813  * locking overhead.
2814  */
2815
2816 /*
2817  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2818  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2819  * and increases the number of allocations possible without having to
2820  * take the list_lock.
2821  */
2822 static int slub_min_order;
2823 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2824 static int slub_min_objects;
2825
2826 /*
2827  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2828  *
2829  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2830  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2831  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2832  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2833  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2834  * would be wasted.
2835  *
2836  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2837  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2838  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2839  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2840  *
2841  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2842  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2843  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2844  * of space in favor of a small page order.
2845  *
2846  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2847  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2848  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2849  * the smallest order which will fit the object.
2850  */
2851 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2852                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2853 {
2854         int order;
2855         int rem;
2856         int min_order = slub_min_order;
2857
2858         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2859                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2860
2861         for (order = max(min_order,
2862                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2863                         order <= max_order; order++) {
2864
2865                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2866
2867                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2868                         continue;
2869
2870                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2871
2872                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2873                         break;
2874
2875         }
2876
2877         return order;
2878 }
2879
2880 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2881 {
2882         int order;
2883         int min_objects;
2884         int fraction;
2885         int max_objects;
2886
2887         /*
2888          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2889          * works by first attempting to generate a layout with
2890          * the best configuration and backing off gradually.
2891          *
2892          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2893          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2894          */
2895         min_objects = slub_min_objects;
2896         if (!min_objects)
2897                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2898         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2899         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2900
2901         while (min_objects > 1) {
2902                 fraction = 16;
2903                 while (fraction >= 4) {
2904                         order = slab_order(size, min_objects,
2905                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2906                         if (order <= slub_max_order)
2907                                 return order;
2908                         fraction /= 2;
2909                 }
2910                 min_objects--;
2911         }
2912
2913         /*
2914          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2915          * lets see if we can place a single object there.
2916          */
2917         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2918         if (order <= slub_max_order)
2919                 return order;
2920
2921         /*
2922          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2923          */
2924         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2925         if (order < MAX_ORDER)
2926                 return order;
2927         return -ENOSYS;
2928 }
2929
2930 static void
2931 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2932 {
2933         n->nr_partial = 0;
2934         raw_spin_lock_init(&n->list_lock);
2935         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2936 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2937         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2938         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2939         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2940 #endif
2941 }
2942
2943 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2944 {
2945         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2946                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2947
2948         /*
2949          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2950          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2951          */
2952         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2953                                      2 * sizeof(void *));
2954
2955         if (!s->cpu_slab)
2956                 return 0;
2957
2958         init_kmem_cache_cpus(s);
2959
2960         return 1;
2961 }
2962
2963 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2964
2965 /*
2966  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2967  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2968  * possible.
2969  *
2970  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2971  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2972  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2973  */
2974 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2975 {
2976         struct page *page;
2977         struct kmem_cache_node *n;
2978
2979         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2980
2981         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2982
2983         BUG_ON(!page);
2984         if (page_to_nid(page) != node) {
2985                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
2986                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
2987         }
2988
2989         n = page->freelist;
2990         BUG_ON(!n);
2991         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2992         page->inuse = 1;
2993         page->frozen = 0;
2994         kmem_cache_node->node[node] = n;
2995 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2996         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2997         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2998 #endif
2999         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3000         init_kmem_cache_node(n);
3001         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3002
3003         /*
3004          * No locks need to be taken here as it has just been
3005          * initialized and there is no concurrent access.
3006          */
3007         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3008 }
3009
3010 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3011 {
3012         int node;
3013         struct kmem_cache_node *n;
3014
3015         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3016                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3017                 s->node[node] = NULL;
3018         }
3019 }
3020
3021 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3022 {
3023         int node;
3024
3025         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3026                 struct kmem_cache_node *n;
3027
3028                 if (slab_state == DOWN) {
3029                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3030                         continue;
3031                 }
3032                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3033                                                 GFP_KERNEL, node);
3034
3035                 if (!n) {
3036                         free_kmem_cache_nodes(s);
3037                         return 0;
3038                 }
3039
3040                 s->node[node] = n;
3041                 init_kmem_cache_node(n);
3042         }
3043         return 1;
3044 }
3045
3046 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3047 {
3048         if (min < MIN_PARTIAL)
3049                 min = MIN_PARTIAL;
3050         else if (min > MAX_PARTIAL)
3051                 min = MAX_PARTIAL;
3052         s->min_partial = min;
3053 }
3054
3055 /*
3056  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3057  * a slab object.
3058  */
3059 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3060 {
3061         unsigned long flags = s->flags;
3062         unsigned long size = s->object_size;
3063         int order;
3064
3065         /*
3066          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3067          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3068          * the possible location of the free pointer.
3069          */
3070         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3071
3072 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3073         /*
3074          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3075          * the slab may touch the object after free or before allocation
3076          * then we should never poison the object itself.
3077          */
3078         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3079                         !s->ctor)
3080                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3081         else
3082                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3083
3084
3085         /*
3086          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3087          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3088          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3089          */
3090         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3091                 size += sizeof(void *);
3092 #endif
3093
3094         /*
3095          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3096          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3097          */
3098         s->inuse = size;
3099
3100         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3101                 s->ctor)) {
3102                 /*
3103                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3104                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3105                  * kmem_cache_free.
3106                  *
3107                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3108                  * destructor or are poisoning the objects.
3109                  */
3110                 s->offset = size;
3111                 size += sizeof(void *);
3112         }
3113
3114 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3115         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3116                 /*
3117                  * Need to store information about allocs and frees after
3118                  * the object.
3119                  */
3120                 size += 2 * sizeof(struct track);
3121
3122         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3123                 /*
3124                  * Add some empty padding so that we can catch
3125                  * overwrites from earlier objects rather than let
3126                  * tracking information or the free pointer be
3127                  * corrupted if a user writes before the start
3128                  * of the object.
3129                  */
3130                 size += sizeof(void *);
3131 #endif
3132
3133         /*
3134          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3135          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3136          * each object to conform to the alignment.
3137          */
3138         size = ALIGN(size, s->align);
3139         s->size = size;
3140         if (forced_order >= 0)
3141                 order = forced_order;
3142         else
3143                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3144
3145         if (order < 0)
3146                 return 0;
3147
3148         s->allocflags = 0;
3149         if (order)
3150                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3151
3152         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3153                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3154
3155         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3156                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3157
3158         /*
3159          * Determine the number of objects per slab
3160          */
3161         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3162         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3163         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3164                 s->max = s->oo;
3165
3166         return !!oo_objects(s->oo);
3167 }
3168
3169 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3170 {
3171         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3172         s->reserved = 0;
3173
3174         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3175                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3176
3177         if (!calculate_sizes(s, -1))
3178                 goto error;
3179         if (disable_higher_order_debug) {
3180                 /*
3181                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3182                  * order increased.
3183                  */
3184                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3185                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3186                         s->offset = 0;
3187                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3188                                 goto error;
3189                 }
3190         }
3191
3192 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3193     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3194         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3195                 /* Enable fast mode */
3196                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3197 #endif
3198
3199         /*
3200          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3201          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3202          */
3203         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3204
3205         /*
3206          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3207          * per cpu partial lists of a processor.
3208          *
3209          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3210          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3211          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3212          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3213          *
3214          * This setting also determines
3215          *
3216          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3217          *    per node list when we reach the limit.
3218          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3219          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3220          *    50% to keep some capacity around for frees.
3221          */
3222         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3223                 s->cpu_partial = 0;
3224         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3225                 s->cpu_partial = 2;
3226         else if (s->size >= 1024)
3227                 s->cpu_partial = 6;
3228         else if (s->size >= 256)
3229                 s->cpu_partial = 13;
3230         else
3231                 s->cpu_partial = 30;
3232
3233 #ifdef CONFIG_NUMA
3234         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3235 #endif
3236         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3237                 goto error;
3238
3239         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3240                 return 0;
3241
3242         free_kmem_cache_nodes(s);
3243 error:
3244         if (flags & SLAB_PANIC)
3245                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3246                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3247                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3248                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3249         return -EINVAL;
3250 }
3251
3252 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3253                                                         const char *text)
3254 {
3255 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3256         void *addr = page_address(page);
3257         void *p;
3258         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3259                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3260         if (!map)
3261                 return;
3262         slab_err(s, page, text, s->name);
3263         slab_lock(page);
3264
3265         get_map(s, page, map);
3266         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3267
3268                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3269                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3270                         print_tracking(s, p);
3271                 }
3272         }
3273         slab_unlock(page);
3274         kfree(map);
3275 #endif
3276 }
3277
3278 /*
3279  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3280  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3281  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3282  */
3283 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3284 {
3285         struct page *page, *h;
3286
3287         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3288                 if (!page->inuse) {
3289                         __remove_partial(n, page);
3290                         discard_slab(s, page);
3291                 } else {
3292                         list_slab_objects(s, page,
3293                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3294                 }
3295         }
3296 }
3297
3298 /*
3299  * Release all resources used by a slab cache.
3300  */
3301 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3302 {
3303         int node;
3304         struct kmem_cache_node *n;
3305
3306         flush_all(s);
3307         /* Attempt to free all objects */
3308         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3309                 free_partial(s, n);
3310                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3311                         return 1;
3312         }
3313         free_percpu(s->cpu_slab);
3314         free_kmem_cache_nodes(s);
3315         return 0;
3316 }
3317
3318 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3319 {
3320         return kmem_cache_close(s);
3321 }
3322
3323 /********************************************************************
3324  *              Kmalloc subsystem
3325  *******************************************************************/
3326
3327 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3328 {
3329         get_option(&str, &slub_min_order);
3330
3331         return 1;
3332 }
3333
3334 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3335
3336 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3337 {
3338         get_option(&str, &slub_max_order);
3339         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3340
3341         return 1;
3342 }
3343
3344 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3345
3346 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3347 {
3348         get_option(&str, &slub_min_objects);
3349
3350         return 1;
3351 }
3352
3353 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3354
3355 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3356 {
3357         struct kmem_cache *s;
3358         void *ret;
3359
3360         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3361                 return kmalloc_large(size, flags);
3362
3363         s = kmalloc_slab(size, flags);
3364
3365         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3366                 return s;
3367
3368         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3369
3370         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3371
3372         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3373
3374         return ret;
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3377
3378 #ifdef CONFIG_NUMA
3379 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3380 {
3381         struct page *page;
3382         void *ptr = NULL;
3383
3384         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3385         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3386         if (page)
3387                 ptr = page_address(page);
3388
3389         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3390         return ptr;
3391 }
3392
3393 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3394 {
3395         struct kmem_cache *s;
3396         void *ret;
3397
3398         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3399                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3400
3401                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3402                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3403                                    flags, node);
3404
3405                 return ret;
3406         }
3407
3408         s = kmalloc_slab(size, flags);
3409
3410         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3411                 return s;
3412
3413         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3414
3415         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3416
3417         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3418
3419         return ret;
3420 }
3421 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3422 #endif
3423
3424 static size_t __ksize(const void *object)
3425 {
3426         struct page *page;
3427
3428         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3429                 return 0;
3430
3431         page = virt_to_head_page(object);
3432
3433         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3434                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3435                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3436         }
3437
3438         return slab_ksize(page->slab_cache);
3439 }
3440
3441 size_t ksize(const void *object)
3442 {
3443         size_t size = __ksize(object);
3444         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3445            so we need unpoison this area. */
3446         kasan_krealloc(object, size);
3447         return size;
3448 }
3449 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3450
3451 void kfree(const void *x)
3452 {
3453         struct page *page;
3454         void *object = (void *)x;
3455
3456         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3457
3458         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3459                 return;
3460
3461         page = virt_to_head_page(x);
3462         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3463                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3464                 kfree_hook(x);
3465                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3466                 return;
3467         }
3468         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3469 }
3470 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3471
3472 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3473
3474 /*
3475  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3476  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3477  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3478  *
3479  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3480  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3481  * are freed in them.
3482  */
3483 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3484 {
3485         int node;
3486         int i;
3487         struct kmem_cache_node *n;
3488         struct page *page;
3489         struct page *t;
3490         struct list_head discard;
3491         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3492         unsigned long flags;
3493         int ret = 0;
3494
3495         if (deactivate) {
3496                 /*
3497                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3498                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3499                  */
3500                 s->cpu_partial = 0;
3501                 s->min_partial = 0;
3502
3503                 /*
3504                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3505                  * so we have to make sure the change is visible.
3506                  */
3507                 kick_all_cpus_sync();
3508         }
3509
3510         flush_all(s);
3511         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3512                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3513                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3514                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3515
3516                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3517
3518                 /*
3519                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3520                  *
3521                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3522                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3523                  */
3524                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3525                         int free = page->objects - page->inuse;
3526
3527                         /* Do not reread page->inuse */
3528                         barrier();
3529
3530                         /* We do not keep full slabs on the list */
3531                         BUG_ON(free <= 0);
3532
3533                         if (free == page->objects) {
3534                                 list_move(&page->lru, &discard);
3535                                 n->nr_partial--;
3536                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3537                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3538                 }
3539
3540                 /*
3541                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3542                  * partial list.
3543                  */
3544                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3545                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3546
3547                 raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3548
3549                 /* Release empty slabs */
3550                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3551                         discard_slab(s, page);
3552
3553                 if (slabs_node(s, node))
3554                         ret = 1;
3555         }
3556
3557         return ret;
3558 }
3559
3560 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3561 {
3562         struct kmem_cache *s;
3563
3564         mutex_lock(&slab_mutex);
3565         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3566                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3567         mutex_unlock(&slab_mutex);
3568
3569         return 0;
3570 }
3571
3572 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3573 {
3574         struct kmem_cache_node *n;
3575         struct kmem_cache *s;
3576         struct memory_notify *marg = arg;
3577         int offline_node;
3578
3579         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3580
3581         /*
3582          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3583          * for it yet.
3584          */
3585         if (offline_node < 0)
3586                 return;
3587
3588         mutex_lock(&slab_mutex);
3589         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3590                 n = get_node(s, offline_node);
3591                 if (n) {
3592                         /*
3593                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3594                          * that is going down. We were unable to free them,
3595                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3596                          * callback. So, we must fail.
3597                          */
3598                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3599
3600                         s->node[offline_node] = NULL;
3601                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3602                 }
3603         }
3604         mutex_unlock(&slab_mutex);
3605 }
3606
3607 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3608 {
3609         struct kmem_cache_node *n;
3610         struct kmem_cache *s;
3611         struct memory_notify *marg = arg;
3612         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3613         int ret = 0;
3614
3615         /*
3616          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3617          * already created. Nothing to do.
3618          */
3619         if (nid < 0)
3620                 return 0;
3621
3622         /*
3623          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3624          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3625          * online.
3626          */
3627         mutex_lock(&slab_mutex);
3628         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3629                 /*
3630                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3631                  *      since memory is not yet available from the node that
3632                  *      is brought up.
3633                  */
3634                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3635                 if (!n) {
3636                         ret = -ENOMEM;
3637                         goto out;
3638                 }
3639                 init_kmem_cache_node(n);
3640                 s->node[nid] = n;
3641         }
3642 out:
3643         mutex_unlock(&slab_mutex);
3644         return ret;
3645 }
3646
3647 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3648                                 unsigned long action, void *arg)
3649 {
3650         int ret = 0;
3651
3652         switch (action) {
3653         case MEM_GOING_ONLINE:
3654                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3655                 break;
3656         case MEM_GOING_OFFLINE:
3657                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3658                 break;
3659         case MEM_OFFLINE:
3660         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3661                 slab_mem_offline_callback(arg);
3662                 break;
3663         case MEM_ONLINE:
3664         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3665                 break;
3666         }
3667         if (ret)
3668                 ret = notifier_from_errno(ret);
3669         else
3670                 ret = NOTIFY_OK;
3671         return ret;
3672 }
3673
3674 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3675         .notifier_call = slab_memory_callback,
3676         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3677 };
3678
3679 /********************************************************************
3680  *                      Basic setup of slabs
3681  *******************************************************************/
3682
3683 /*
3684  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3685  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3686  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3687  */
3688
3689 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3690 {
3691         int node;
3692         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3693         struct kmem_cache_node *n;
3694
3695         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3696
3697         /*
3698          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3699          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3700          * IPIs around.
3701          */
3702         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3703         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3704                 struct page *p;
3705
3706                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3707                         p->slab_cache = s;
3708
3709 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3710                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3711                         p->slab_cache = s;
3712 #endif
3713         }
3714         slab_init_memcg_params(s);
3715         list_add(&s->list, &slab_caches);
3716         return s;
3717 }
3718
3719 void __init kmem_cache_init(void)
3720 {
3721         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3722                 boot_kmem_cache_node;
3723         int cpu;
3724
3725         for_each_possible_cpu(cpu) {
3726                 raw_spin_lock_init(&per_cpu(slub_free_list, cpu).lock);
3727                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(slub_free_list, cpu).list);
3728         }
3729
3730         if (debug_guardpage_minorder())
3731                 slub_max_order = 0;
3732
3733         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3734         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3735
3736         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3737                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3738
3739         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3740
3741         /* Able to allocate the per node structures */
3742         slab_state = PARTIAL;
3743
3744         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3745                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3746                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3747                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3748
3749         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3750
3751         /*
3752          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3753          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3754          * update any list pointers.
3755          */
3756         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3757
3758         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3759         create_kmalloc_caches(0);
3760
3761 #ifdef CONFIG_SMP
3762         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3763 #endif
3764
3765         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3766                 cache_line_size(),
3767                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3768                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3769 }
3770
3771 void __init kmem_cache_init_late(void)
3772 {
3773 }
3774
3775 struct kmem_cache *
3776 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3777                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3778 {
3779         struct kmem_cache *s, *c;
3780
3781         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3782         if (s) {
3783                 s->refcount++;
3784
3785                 /*
3786                  * Adjust the object sizes so that we clear
3787                  * the complete object on kzalloc.
3788                  */
3789                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3790                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3791
3792                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3793                         c->object_size = s->object_size;
3794                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3795                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3796                 }
3797
3798                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3799                         s->refcount--;
3800                         s = NULL;
3801                 }
3802         }
3803
3804         return s;
3805 }
3806
3807 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3808 {
3809         int err;
3810
3811         err = kmem_cache_open(s, flags);
3812         if (err)
3813                 return err;
3814
3815         /* Mutex is not taken during early boot */
3816         if (slab_state <= UP)
3817                 return 0;
3818
3819         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3820         err = sysfs_slab_add(s);
3821         if (err)
3822                 kmem_cache_close(s);
3823
3824         return err;
3825 }
3826
3827 #ifdef CONFIG_SMP
3828 /*
3829  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3830  * necessary.
3831  */
3832 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3833                 unsigned long action, void *hcpu)
3834 {
3835         long cpu = (long)hcpu;
3836         struct kmem_cache *s;
3837         unsigned long flags;
3838
3839         switch (action) {
3840         case CPU_UP_CANCELED:
3841         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3842         case CPU_DEAD:
3843         case CPU_DEAD_FROZEN:
3844                 mutex_lock(&slab_mutex);
3845                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3846                         local_irq_save(flags);
3847                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3848                         local_irq_restore(flags);
3849                 }
3850                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3851                 break;
3852         default:
3853                 break;
3854         }
3855         return NOTIFY_OK;
3856 }
3857
3858 static struct notifier_block slab_notifier = {
3859         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3860 };
3861
3862 #endif
3863
3864 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3865 {
3866         struct kmem_cache *s;
3867         void *ret;
3868
3869         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3870                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3871
3872         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3873
3874         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3875                 return s;
3876
3877         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3878
3879         /* Honor the call site pointer we received. */
3880         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3881
3882         return ret;
3883 }
3884
3885 #ifdef CONFIG_NUMA
3886 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3887                                         int node, unsigned long caller)
3888 {
3889         struct kmem_cache *s;
3890         void *ret;
3891
3892         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3893                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3894
3895                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3896                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3897                                    gfpflags, node);
3898
3899                 return ret;
3900         }
3901
3902         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3903
3904         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3905                 return s;
3906
3907         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3908
3909         /* Honor the call site pointer we received. */
3910         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3911
3912         return ret;
3913 }
3914 #endif
3915
3916 #ifdef CONFIG_SYSFS
3917 static int count_inuse(struct page *page)
3918 {
3919         return page->inuse;
3920 }
3921
3922 static int count_total(struct page *page)
3923 {
3924         return page->objects;
3925 }
3926 #endif
3927
3928 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3929 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3930                                                 unsigned long *map)
3931 {
3932         void *p;
3933         void *addr = page_address(page);
3934
3935         if (!check_slab(s, page) ||
3936                         !on_freelist(s, page, NULL))
3937                 return 0;
3938
3939         /* Now we know that a valid freelist exists */
3940         bitmap_zero(map, page->objects);
3941
3942         get_map(s, page, map);
3943         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3944                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3945                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3946                                 return 0;
3947         }
3948
3949         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3950                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3951                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3952                                 return 0;
3953         return 1;
3954 }
3955
3956 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3957                                                 unsigned long *map)
3958 {
3959         slab_lock(page);
3960         validate_slab(s, page, map);
3961         slab_unlock(page);
3962 }
3963
3964 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3965                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3966 {
3967         unsigned long count = 0;
3968         struct page *page;
3969         unsigned long flags;
3970
3971         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3972
3973         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3974                 validate_slab_slab(s, page, map);
3975                 count++;
3976         }
3977         if (count != n->nr_partial)
3978                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3979                        s->name, count, n->nr_partial);
3980
3981         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3982                 goto out;
3983
3984         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3985                 validate_slab_slab(s, page, map);
3986                 count++;
3987         }
3988         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3989                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
3990                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3991
3992 out:
3993         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3994         return count;
3995 }
3996
3997 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3998 {
3999         int node;
4000         unsigned long count = 0;
4001         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4002                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4003         struct kmem_cache_node *n;
4004
4005         if (!map)
4006                 return -ENOMEM;
4007
4008         flush_all(s);
4009         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4010                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4011         kfree(map);
4012         return count;
4013 }
4014 /*
4015  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4016  * and freed.
4017  */
4018
4019 struct location {
4020         unsigned long count;
4021         unsigned long addr;
4022         long long sum_time;
4023         long min_time;
4024         long max_time;
4025         long min_pid;
4026         long max_pid;
4027         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4028         nodemask_t nodes;
4029 };
4030
4031 struct loc_track {
4032         unsigned long max;
4033         unsigned long count;
4034         struct location *loc;
4035 };
4036
4037 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4038 {
4039         if (t->max)
4040                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4041                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4042 }
4043
4044 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4045 {
4046         struct location *l;
4047         int order;
4048
4049         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4050
4051         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4052         if (!l)
4053                 return 0;
4054
4055         if (t->count) {
4056                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4057                 free_loc_track(t);
4058         }
4059         t->max = max;
4060         t->loc = l;
4061         return 1;
4062 }
4063
4064 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4065                                 const struct track *track)
4066 {
4067         long start, end, pos;
4068         struct location *l;
4069         unsigned long caddr;
4070         unsigned long age = jiffies - track->when;
4071
4072         start = -1;
4073         end = t->count;
4074
4075         for ( ; ; ) {
4076                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4077
4078                 /*
4079                  * There is nothing at "end". If we end up there
4080                  * we need to add something to before end.
4081                  */
4082                 if (pos == end)
4083                         break;
4084
4085                 caddr = t->loc[pos].addr;
4086                 if (track->addr == caddr) {
4087
4088                         l = &t->loc[pos];
4089                         l->count++;
4090                         if (track->when) {
4091                                 l->sum_time += age;
4092                                 if (age < l->min_time)
4093                                         l->min_time = age;
4094                                 if (age > l->max_time)
4095                                         l->max_time = age;
4096
4097                                 if (track->pid < l->min_pid)
4098                                         l->min_pid = track->pid;
4099                                 if (track->pid > l->max_pid)
4100                                         l->max_pid = track->pid;
4101
4102                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4103                                                 to_cpumask(l->cpus));
4104                         }
4105                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4106                         return 1;
4107                 }
4108
4109                 if (track->addr < caddr)
4110                         end = pos;
4111                 else
4112                         start = pos;
4113         }
4114
4115         /*
4116          * Not found. Insert new tracking element.
4117          */
4118         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4119                 return 0;
4120
4121         l = t->loc + pos;
4122         if (pos < t->count)
4123                 memmove(l + 1, l,
4124                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4125         t->count++;
4126         l->count = 1;
4127         l->addr = track->addr;
4128         l->sum_time = age;
4129         l->min_time = age;
4130         l->max_time = age;
4131         l->min_pid = track->pid;
4132         l->max_pid = track->pid;
4133         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4134         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4135         nodes_clear(l->nodes);
4136         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4137         return 1;
4138 }
4139
4140 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4141                 struct page *page, enum track_item alloc,
4142                 unsigned long *map)
4143 {
4144         void *addr = page_address(page);
4145         void *p;
4146
4147         bitmap_zero(map, page->objects);
4148         get_map(s, page, map);
4149
4150         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4151                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4152                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4153 }
4154
4155 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4156                                         enum track_item alloc)
4157 {
4158         int len = 0;
4159         unsigned long i;
4160         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4161         int node;
4162         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4163                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4164         struct kmem_cache_node *n;
4165
4166         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4167                                      GFP_TEMPORARY)) {
4168                 kfree(map);
4169                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4170         }
4171         /* Push back cpu slabs */
4172         flush_all(s);
4173
4174         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4175                 unsigned long flags;
4176                 struct page *page;
4177
4178                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4179                         continue;
4180
4181                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4182                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4183                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4184                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4185                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4186                 raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4187         }
4188
4189         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4190                 struct location *l = &t.loc[i];
4191
4192                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4193                         break;
4194                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4195
4196                 if (l->addr)
4197                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4198                 else
4199                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4200
4201                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4202                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4203                                 l->min_time,
4204                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4205                                 l->max_time);
4206                 } else
4207                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4208                                 l->min_time);
4209
4210                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4211                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4212                                 l->min_pid, l->max_pid);
4213                 else
4214                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4215                                 l->min_pid);
4216
4217                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4218                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4219                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4220                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4221                                          " cpus=%*pbl",
4222                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4223
4224                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4225                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4226                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4227                                          " nodes=%*pbl",
4228                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4229
4230                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4231         }
4232
4233         free_loc_track(&t);
4234         kfree(map);
4235         if (!t.count)
4236                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4237         return len;
4238 }
4239 #endif
4240
4241 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4242 static void __init resiliency_test(void)
4243 {
4244         u8 *p;
4245
4246         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4247
4248         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4249         pr_err("-----------------------\n");
4250         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4251
4252         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4253         p[16] = 0x12;
4254         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4255                p + 16);
4256
4257         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4258
4259         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4260         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4261         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4262         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4263                p);
4264         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4265
4266         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4267         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4268         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4269         *p = 0x56;
4270         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4271                p);
4272         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4273         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4274
4275         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4276         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4277         kfree(p);
4278         *p = 0x78;
4279         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4280         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4281
4282         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4283         kfree(p);
4284         p[50] = 0x9a;
4285         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4286         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4287
4288         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4289         kfree(p);
4290         p[512] = 0xab;
4291         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4292         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4293 }
4294 #else
4295 #ifdef CONFIG_SYSFS
4296 static void resiliency_test(void) {};
4297 #endif
4298 #endif
4299
4300 #ifdef CONFIG_SYSFS
4301 enum slab_stat_type {
4302         SL_ALL,                 /* All slabs */
4303         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4304         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4305         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4306         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4307 };
4308
4309 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4310 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4311 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4312 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4313 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4314
4315 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4316                             char *buf, unsigned long flags)
4317 {
4318         unsigned long total = 0;
4319         int node;
4320         int x;
4321         unsigned long *nodes;
4322
4323         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4324         if (!nodes)
4325                 return -ENOMEM;
4326
4327         if (flags & SO_CPU) {
4328                 int cpu;
4329
4330                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4331                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4332                                                                cpu);
4333                         int node;
4334                         struct page *page;
4335
4336                         page = READ_ONCE(c->page);
4337                         if (!page)
4338                                 continue;
4339
4340                         node = page_to_nid(page);
4341                         if (flags & SO_TOTAL)
4342                                 x = page->objects;
4343                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4344                                 x = page->inuse;
4345                         else
4346                                 x = 1;
4347
4348                         total += x;
4349                         nodes[node] += x;
4350
4351                         page = READ_ONCE(c->partial);
4352                         if (page) {
4353                                 node = page_to_nid(page);
4354                                 if (flags & SO_TOTAL)
4355                                         WARN_ON_ONCE(1);
4356                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4357                                         WARN_ON_ONCE(1);
4358                                 else
4359                                         x = page->pages;
4360                                 total += x;
4361                                 nodes[node] += x;
4362                         }
4363                 }
4364         }
4365
4366         get_online_mems();
4367 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4368         if (flags & SO_ALL) {
4369                 struct kmem_cache_node *n;
4370
4371                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4372
4373                         if (flags & SO_TOTAL)
4374                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4375                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4376                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4377                                         count_partial(n, count_free);
4378                         else
4379                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4380                         total += x;
4381                         nodes[node] += x;
4382                 }
4383
4384         } else
4385 #endif
4386         if (flags & SO_PARTIAL) {
4387                 struct kmem_cache_node *n;
4388
4389                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4390                         if (flags & SO_TOTAL)
4391                                 x = count_partial(n, count_total);
4392                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4393                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4394                         else
4395                                 x = n->nr_partial;
4396                         total += x;
4397                         nodes[node] += x;
4398                 }
4399         }
4400         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4401 #ifdef CONFIG_NUMA
4402         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4403                 if (nodes[node])
4404                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4405                                         node, nodes[node]);
4406 #endif
4407         put_online_mems();
4408         kfree(nodes);
4409         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4410 }
4411
4412 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4413 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4414 {
4415         int node;
4416         struct kmem_cache_node *n;
4417
4418         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4419                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4420                         return 1;
4421
4422         return 0;
4423 }
4424 #endif
4425
4426 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4427 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4428
4429 struct slab_attribute {
4430         struct attribute attr;
4431         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4432         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4433 };
4434
4435 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4436         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4437         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4438
4439 #define SLAB_ATTR(_name) \
4440         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4441         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4442
4443 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4444 {
4445         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4446 }
4447 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4448
4449 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4450 {
4451         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4452 }
4453 SLAB_ATTR_RO(align);
4454
4455 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4456 {
4457         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4458 }
4459 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4460
4461 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4462 {
4463         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4464 }
4465 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4466
4467 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4468                                 const char *buf, size_t length)
4469 {
4470         unsigned long order;
4471         int err;
4472
4473         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4474         if (err)
4475                 return err;
4476
4477         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4478                 return -EINVAL;
4479
4480         calculate_sizes(s, order);
4481         return length;
4482 }
4483
4484 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4485 {
4486         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4487 }
4488 SLAB_ATTR(order);
4489
4490 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4491 {
4492         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4493 }
4494
4495 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4496                                  size_t length)
4497 {
4498         unsigned long min;
4499         int err;
4500
4501         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4502         if (err)
4503                 return err;
4504
4505         set_min_partial(s, min);
4506         return length;
4507 }
4508 SLAB_ATTR(min_partial);
4509
4510 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4511 {
4512         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4513 }
4514
4515 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4516                                  size_t length)
4517 {
4518         unsigned long objects;
4519         int err;
4520
4521         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4522         if (err)
4523                 return err;
4524         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4525                 return -EINVAL;
4526
4527         s->cpu_partial = objects;
4528         flush_all(s);
4529         return length;
4530 }
4531 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4532
4533 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4534 {
4535         if (!s->ctor)
4536                 return 0;
4537         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4538 }
4539 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4540
4541 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4542 {
4543         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4544 }
4545 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4546
4547 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4548 {
4549         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4550 }
4551 SLAB_ATTR_RO(partial);
4552
4553 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4554 {
4555         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4556 }
4557 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4558
4559 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4560 {
4561         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4562 }
4563 SLAB_ATTR_RO(objects);
4564
4565 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4566 {
4567         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4568 }
4569 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4570
4571 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4572 {
4573         int objects = 0;
4574         int pages = 0;
4575         int cpu;
4576         int len;
4577
4578         for_each_online_cpu(cpu) {
4579                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4580
4581                 if (page) {
4582                         pages += page->pages;
4583                         objects += page->pobjects;
4584                 }
4585         }
4586
4587         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4588
4589 #ifdef CONFIG_SMP
4590         for_each_online_cpu(cpu) {
4591                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4592
4593                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4594                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4595                                 page->pobjects, page->pages);
4596         }
4597 #endif
4598         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4599 }
4600 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4601
4602 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4603 {
4604         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4605 }
4606
4607 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4608                                 const char *buf, size_t length)
4609 {
4610         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4611         if (buf[0] == '1')
4612                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4613         return length;
4614 }
4615 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4616
4617 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4618 {
4619         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4620 }
4621 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4622
4623 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4624 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4625 {
4626         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4627 }
4628 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4629 #endif
4630
4631 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4632 {
4633         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4634 }
4635 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4636
4637 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4638 {
4639         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4640 }
4641 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4642
4643 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4644 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4645 {
4646         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4647 }
4648 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4649
4650 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4651 {
4652         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4653 }
4654 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4655
4656 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4657 {
4658         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4659 }
4660
4661 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4662                                 const char *buf, size_t length)
4663 {
4664         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4665         if (buf[0] == '1') {
4666                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4667                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4668         }
4669         return length;
4670 }
4671 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4672
4673 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4674 {
4675         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4676 }
4677
4678 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4679                                                         size_t length)
4680 {
4681         /*
4682          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4683          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4684          * cache into an umergeable one.
4685          */
4686         if (s->refcount > 1)
4687                 return -EINVAL;
4688
4689         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4690         if (buf[0] == '1') {
4691                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4692                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4693         }
4694         return length;
4695 }
4696 SLAB_ATTR(trace);
4697
4698 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4699 {
4700         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4701 }
4702
4703 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4704                                 const char *buf, size_t length)
4705 {
4706         if (any_slab_objects(s))
4707                 return -EBUSY;
4708
4709         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4710         if (buf[0] == '1') {
4711                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4712                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4713         }
4714         calculate_sizes(s, -1);
4715         return length;
4716 }
4717 SLAB_ATTR(red_zone);
4718
4719 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4720 {
4721         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4722 }
4723
4724 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4725                                 const char *buf, size_t length)
4726 {
4727         if (any_slab_objects(s))
4728                 return -EBUSY;
4729
4730         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4731         if (buf[0] == '1') {
4732                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4733                 s->flags |= SLAB_POISON;
4734         }
4735         calculate_sizes(s, -1);
4736         return length;
4737 }
4738 SLAB_ATTR(poison);
4739
4740 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4741 {
4742         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4743 }
4744
4745 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4746                                 const char *buf, size_t length)
4747 {
4748         if (any_slab_objects(s))
4749                 return -EBUSY;
4750
4751         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4752         if (buf[0] == '1') {
4753                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4754                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4755         }
4756         calculate_sizes(s, -1);
4757         return length;
4758 }
4759 SLAB_ATTR(store_user);
4760
4761 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4762 {
4763         return 0;
4764 }
4765
4766 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4767                         const char *buf, size_t length)
4768 {
4769         int ret = -EINVAL;
4770
4771         if (buf[0] == '1') {
4772                 ret = validate_slab_cache(s);
4773                 if (ret >= 0)
4774                         ret = length;
4775         }
4776         return ret;
4777 }
4778 SLAB_ATTR(validate);
4779
4780 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4781 {
4782         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4783                 return -ENOSYS;
4784         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4785 }
4786 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4787
4788 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4789 {
4790         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4791                 return -ENOSYS;
4792         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4793 }
4794 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4795 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4796
4797 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4798 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4799 {
4800         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4801 }
4802
4803 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4804                                                         size_t length)
4805 {
4806         if (s->refcount > 1)
4807                 return -EINVAL;
4808
4809         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4810         if (buf[0] == '1')
4811                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4812         return length;
4813 }
4814 SLAB_ATTR(failslab);
4815 #endif
4816
4817 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4818 {
4819         return 0;
4820 }
4821
4822 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4823                         const char *buf, size_t length)
4824 {
4825         if (buf[0] == '1')
4826                 kmem_cache_shrink(s);
4827         else
4828                 return -EINVAL;
4829         return length;
4830 }
4831 SLAB_ATTR(shrink);
4832
4833 #ifdef CONFIG_NUMA
4834 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4835 {
4836         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4837 }
4838
4839 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4840                                 const char *buf, size_t length)
4841 {
4842         unsigned long ratio;
4843         int err;
4844
4845         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4846         if (err)
4847                 return err;
4848
4849         if (ratio <= 100)
4850                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4851
4852         return length;
4853 }
4854 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4855 #endif
4856
4857 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4858 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4859 {
4860         unsigned long sum  = 0;
4861         int cpu;
4862         int len;
4863         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4864
4865         if (!data)
4866                 return -ENOMEM;
4867
4868         for_each_online_cpu(cpu) {
4869                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4870
4871                 data[cpu] = x;
4872                 sum += x;
4873         }
4874
4875         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4876
4877 #ifdef CONFIG_SMP
4878         for_each_online_cpu(cpu) {
4879                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4880                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4881         }
4882 #endif
4883         kfree(data);
4884         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4885 }
4886
4887 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4888 {
4889         int cpu;
4890
4891         for_each_online_cpu(cpu)
4892                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4893 }
4894
4895 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4896 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4897 {                                                               \
4898         return show_stat(s, buf, si);                           \
4899 }                                                               \
4900 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4901                                 const char *buf, size_t length) \
4902 {                                                               \
4903         if (buf[0] != '0')                                      \
4904                 return -EINVAL;                                 \
4905         clear_stat(s, si);                                      \
4906         return length;                                          \
4907 }                                                               \
4908 SLAB_ATTR(text);                                                \
4909
4910 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4911 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4912 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4913 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4914 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4915 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4916 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4917 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4918 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4919 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4920 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4921 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4922 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4923 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4924 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4925 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4926 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4927 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4928 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4929 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4930 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4931 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4932 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4933 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4934 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4935 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4936 #endif
4937
4938 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4939         &slab_size_attr.attr,
4940         &object_size_attr.attr,
4941         &objs_per_slab_attr.attr,
4942         &order_attr.attr,
4943         &min_partial_attr.attr,
4944         &cpu_partial_attr.attr,
4945         &objects_attr.attr,
4946         &objects_partial_attr.attr,
4947         &partial_attr.attr,
4948         &cpu_slabs_attr.attr,
4949         &ctor_attr.attr,
4950         &aliases_attr.attr,
4951         &align_attr.attr,
4952         &hwcache_align_attr.attr,
4953         &reclaim_account_attr.attr,
4954         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4955         &shrink_attr.attr,
4956         &reserved_attr.attr,
4957         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4958 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4959         &total_objects_attr.attr,
4960         &slabs_attr.attr,
4961         &sanity_checks_attr.attr,
4962         &trace_attr.attr,
4963         &red_zone_attr.attr,
4964         &poison_attr.attr,
4965         &store_user_attr.attr,
4966         &validate_attr.attr,
4967         &alloc_calls_attr.attr,
4968         &free_calls_attr.attr,
4969 #endif
4970 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4971         &cache_dma_attr.attr,
4972 #endif
4973 #ifdef CONFIG_NUMA
4974         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4975 #endif
4976 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4977         &alloc_fastpath_attr.attr,
4978         &alloc_slowpath_attr.attr,
4979         &free_fastpath_attr.attr,
4980         &free_slowpath_attr.attr,
4981         &free_frozen_attr.attr,
4982         &free_add_partial_attr.attr,
4983         &free_remove_partial_attr.attr,
4984         &alloc_from_partial_attr.attr,
4985         &alloc_slab_attr.attr,
4986         &alloc_refill_attr.attr,
4987         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4988         &free_slab_attr.attr,
4989         &cpuslab_flush_attr.attr,
4990         &deactivate_full_attr.attr,
4991         &deactivate_empty_attr.attr,
4992         &deactivate_to_head_attr.attr,
4993         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4994         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4995         &deactivate_bypass_attr.attr,
4996         &order_fallback_attr.attr,
4997         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4998         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4999         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5000         &cpu_partial_free_attr.attr,
5001         &cpu_partial_node_attr.attr,
5002         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5003 #endif
5004 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5005         &failslab_attr.attr,
5006 #endif
5007
5008         NULL
5009 };
5010
5011 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5012         .attrs = slab_attrs,
5013 };
5014
5015 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5016                                 struct attribute *attr,
5017                                 char *buf)
5018 {
5019         struct slab_attribute *attribute;
5020         struct kmem_cache *s;
5021         int err;
5022
5023         attribute = to_slab_attr(attr);
5024         s = to_slab(kobj);
5025
5026         if (!attribute->show)
5027                 return -EIO;
5028
5029         err = attribute->show(s, buf);
5030
5031         return err;
5032 }
5033
5034 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5035                                 struct attribute *attr,
5036                                 const char *buf, size_t len)
5037 {
5038         struct slab_attribute *attribute;
5039         struct kmem_cache *s;
5040         int err;
5041
5042         attribute = to_slab_attr(attr);
5043         s = to_slab(kobj);
5044
5045         if (!attribute->store)
5046                 return -EIO;
5047
5048         err = attribute->store(s, buf, len);
5049 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5050         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5051                 struct kmem_cache *c;
5052
5053                 mutex_lock(&slab_mutex);
5054                 if (s->max_attr_size < len)
5055                         s->max_attr_size = len;
5056
5057                 /*
5058                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5059                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5060                  * basically because not all attributes will have a well
5061                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5062                  * have permanent effects.
5063                  *
5064                  * Returning the error value of any of the children that fail
5065                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5066                  * error code won't be able to know anything about the state of
5067                  * the cache.
5068                  *
5069                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5070                  * has well defined semantics. The cache being written to
5071                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5072                  * through the descendants with best-effort propagation.
5073                  */
5074                 for_each_memcg_cache(c, s)
5075                         attribute->store(c, buf, len);
5076                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5077         }
5078 #endif
5079         return err;
5080 }
5081
5082 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5083 {
5084 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5085         int i;
5086         char *buffer = NULL;
5087         struct kmem_cache *root_cache;
5088
5089         if (is_root_cache(s))
5090                 return;
5091
5092         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5093
5094         /*
5095          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5096          * in copying default values around
5097          */
5098         if (!root_cache->max_attr_size)
5099                 return;
5100
5101         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5102                 char mbuf[64];
5103                 char *buf;
5104                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5105
5106                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5107                         continue;
5108
5109                 /*
5110                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5111                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5112                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5113                  *
5114                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5115                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5116                  * theoretically happen.
5117                  */
5118                 if (buffer)
5119                         buf = buffer;
5120                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5121                         buf = mbuf;
5122                 else {
5123                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5124                         if (WARN_ON(!buffer))
5125                                 continue;
5126                         buf = buffer;
5127                 }
5128
5129                 attr->show(root_cache, buf);
5130                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5131         }
5132
5133         if (buffer)
5134                 free_page((unsigned long)buffer);
5135 #endif
5136 }
5137
5138 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5139 {
5140         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5141 }
5142
5143 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5144         .show = slab_attr_show,
5145         .store = slab_attr_store,
5146 };
5147
5148 static struct kobj_type slab_ktype = {
5149         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5150         .release = kmem_cache_release,
5151 };
5152
5153 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5154 {
5155         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5156
5157         if (ktype == &slab_ktype)
5158                 return 1;
5159         return 0;
5160 }
5161
5162 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5163         .filter = uevent_filter,
5164 };
5165
5166 static struct kset *slab_kset;
5167
5168 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5169 {
5170 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5171         if (!is_root_cache(s))
5172                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5173 #endif
5174         return slab_kset;
5175 }
5176
5177 #define ID_STR_LENGTH 64
5178
5179 /* Create a unique string id for a slab cache:
5180  *
5181  * Format       :[flags-]size
5182  */
5183 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5184 {
5185         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5186         char *p = name;
5187
5188         BUG_ON(!name);
5189
5190         *p++ = ':';
5191         /*
5192          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5193          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5194          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5195          * are matched during merging to guarantee that the id is
5196          * unique.
5197          */
5198         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5199                 *p++ = 'd';
5200         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5201                 *p++ = 'a';
5202         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5203                 *p++ = 'F';
5204         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5205                 *p++ = 't';
5206         if (p != name + 1)
5207                 *p++ = '-';
5208         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5209
5210         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5211         return name;
5212 }
5213
5214 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5215 {
5216         int err;
5217         const char *name;
5218         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5219
5220         if (unmergeable) {
5221                 /*
5222                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5223                  * This is typically the case for debug situations. In that
5224                  * case we can catch duplicate names easily.
5225                  */
5226                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5227                 name = s->name;
5228         } else {
5229                 /*
5230                  * Create a unique name for the slab as a target
5231                  * for the symlinks.
5232                  */
5233                 name = create_unique_id(s);
5234         }
5235
5236         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5237         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5238         if (err)
5239                 goto out_put_kobj;
5240
5241         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5242         if (err)
5243                 goto out_del_kobj;
5244
5245 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5246         if (is_root_cache(s)) {
5247                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5248                 if (!s->memcg_kset) {
5249                         err = -ENOMEM;
5250                         goto out_del_kobj;
5251                 }
5252         }
5253 #endif
5254
5255         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5256         if (!unmergeable) {
5257                 /* Setup first alias */
5258                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5259         }
5260 out:
5261         if (!unmergeable)
5262                 kfree(name);
5263         return err;
5264 out_del_kobj:
5265         kobject_del(&s->kobj);
5266 out_put_kobj:
5267         kobject_put(&s->kobj);
5268         goto out;
5269 }
5270
5271 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5272 {
5273         if (slab_state < FULL)
5274                 /*
5275                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5276                  * cache from sysfs.
5277                  */
5278                 return;
5279
5280 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5281         kset_unregister(s->memcg_kset);
5282 #endif
5283         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5284         kobject_del(&s->kobj);
5285         kobject_put(&s->kobj);
5286 }
5287
5288 /*
5289  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5290  * available lest we lose that information.
5291  */
5292 struct saved_alias {
5293         struct kmem_cache *s;
5294         const char *name;
5295         struct saved_alias *next;
5296 };
5297
5298 static struct saved_alias *alias_list;
5299
5300 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5301 {
5302         struct saved_alias *al;
5303
5304         if (slab_state == FULL) {
5305                 /*
5306                  * If we have a leftover link then remove it.
5307                  */
5308                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5309                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5310         }
5311
5312         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5313         if (!al)
5314                 return -ENOMEM;
5315
5316         al->s = s;
5317         al->name = name;
5318         al->next = alias_list;
5319         alias_list = al;
5320         return 0;
5321 }
5322
5323 static int __init slab_sysfs_init(void)
5324 {
5325         struct kmem_cache *s;
5326         int err;
5327
5328         mutex_lock(&slab_mutex);
5329
5330         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5331         if (!slab_kset) {
5332                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5333                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5334                 return -ENOSYS;
5335         }
5336
5337         slab_state = FULL;
5338
5339         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5340                 err = sysfs_slab_add(s);
5341                 if (err)
5342                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5343                                s->name);
5344         }
5345
5346         while (alias_list) {
5347                 struct saved_alias *al = alias_list;
5348
5349                 alias_list = alias_list->next;
5350                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5351                 if (err)
5352                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5353                                al->name);
5354                 kfree(al);
5355         }
5356
5357         mutex_unlock(&slab_mutex);
5358         resiliency_test();
5359         return 0;
5360 }
5361
5362 __initcall(slab_sysfs_init);
5363 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5364
5365 /*
5366  * The /proc/slabinfo ABI
5367  */
5368 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5369 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5370 {
5371         unsigned long nr_slabs = 0;
5372         unsigned long nr_objs = 0;
5373         unsigned long nr_free = 0;
5374         int node;
5375         struct kmem_cache_node *n;
5376
5377         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5378                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5379                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5380                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5381         }
5382
5383         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5384         sinfo->num_objs = nr_objs;
5385         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5386         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5387         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5388         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5389 }
5390
5391 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5392 {
5393 }
5394
5395 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5396                        size_t count, loff_t *ppos)
5397 {
5398         return -EIO;
5399 }
5400 #endif /* CONFIG_SLABINFO */