Merge tag 'edac_for_4.1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/bp/bp
[linux.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
130         return !kmem_cache_debug(s);
131 #else
132         return false;
133 #endif
134 }
135
136 /*
137  * Issues still to be resolved:
138  *
139  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
140  *
141  * - Variable sizing of the per node arrays
142  */
143
144 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
145 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
146
147 /* Enable to log cmpxchg failures */
148 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
149
150 /*
151  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
152  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
153  */
154 #define MIN_PARTIAL 5
155
156 /*
157  * Maximum number of desirable partial slabs.
158  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
159  * sort the partial list by the number of objects in use.
160  */
161 #define MAX_PARTIAL 10
162
163 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
164                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
165
166 /*
167  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
168  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
169  * metadata.
170  */
171 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 #define OO_SHIFT        16
174 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
175 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
176
177 /* Internal SLUB flags */
178 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
179 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
192         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
193 #endif
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
210 #endif
211
212 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
213 {
214 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
215         /*
216          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
217          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
218          */
219         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
220 #endif
221 }
222
223 /********************************************************************
224  *                      Core slab cache functions
225  *******************************************************************/
226
227 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
228 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
229                                 struct page *page, const void *object)
230 {
231         void *base;
232
233         if (!object)
234                 return 1;
235
236         base = page_address(page);
237         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
238                 (object - base) % s->size) {
239                 return 0;
240         }
241
242         return 1;
243 }
244
245 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
246 {
247         return *(void **)(object + s->offset);
248 }
249
250 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
251 {
252         prefetch(object + s->offset);
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         void *p;
258
259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
260         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
261 #else
262         p = get_freepointer(s, object);
263 #endif
264         return p;
265 }
266
267 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
268 {
269         *(void **)(object + s->offset) = fp;
270 }
271
272 /* Loop over all objects in a slab */
273 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
275                         __p += (__s)->size)
276
277 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
278         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
279                         __p += (__s)->size, __idx++)
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
288 {
289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
290         /*
291          * Debugging requires use of the padding between object
292          * and whatever may come after it.
293          */
294         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
295                 return s->object_size;
296
297 #endif
298         /*
299          * If we have the need to store the freelist pointer
300          * back there or track user information then we can
301          * only use the space before that information.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
304                 return s->inuse;
305         /*
306          * Else we can use all the padding etc for the allocation
307          */
308         return s->size;
309 }
310
311 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
312 {
313         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
314 }
315
316 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
317                 unsigned long size, int reserved)
318 {
319         struct kmem_cache_order_objects x = {
320                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
321         };
322
323         return x;
324 }
325
326 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
327 {
328         return x.x >> OO_SHIFT;
329 }
330
331 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x & OO_MASK;
334 }
335
336 /*
337  * Per slab locking using the pagelock
338  */
339 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
340 {
341         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
342 }
343
344 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
345 {
346         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
347 }
348
349 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
350 {
351         struct page tmp;
352         tmp.counters = counters_new;
353         /*
354          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
355          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
356          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
357          * be careful and only assign to the fields we need.
358          */
359         page->frozen  = tmp.frozen;
360         page->inuse   = tmp.inuse;
361         page->objects = tmp.objects;
362 }
363
364 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
365 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
366                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
367                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
368                 const char *n)
369 {
370         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
371 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
372     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
373         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
374                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
375                                    freelist_old, counters_old,
376                                    freelist_new, counters_new))
377                         return 1;
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 1;
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 0;
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 1;
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 1;
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 0;
441 }
442
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
444 /*
445  * Determine a map of object in use on a page.
446  *
447  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
448  * not vanish from under us.
449  */
450 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
451 {
452         void *p;
453         void *addr = page_address(page);
454
455         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
456                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
457 }
458
459 /*
460  * Debug settings:
461  */
462 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
463 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
464 #else
465 static int slub_debug;
466 #endif
467
468 static char *slub_debug_slabs;
469 static int disable_higher_order_debug;
470
471 /*
472  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
473  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
474  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
475  * to tell kasan that these accesses are OK.
476  */
477 static inline void metadata_access_enable(void)
478 {
479         kasan_disable_current();
480 }
481
482 static inline void metadata_access_disable(void)
483 {
484         kasan_enable_current();
485 }
486
487 /*
488  * Object debugging
489  */
490 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
491 {
492         metadata_access_enable();
493         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
494                         length, 1);
495         metadata_access_disable();
496 }
497
498 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
499         enum track_item alloc)
500 {
501         struct track *p;
502
503         if (s->offset)
504                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
505         else
506                 p = object + s->inuse;
507
508         return p + alloc;
509 }
510
511 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
512                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
513 {
514         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
515
516         if (addr) {
517 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
518                 struct stack_trace trace;
519                 int i;
520
521                 trace.nr_entries = 0;
522                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
523                 trace.entries = p->addrs;
524                 trace.skip = 3;
525                 metadata_access_enable();
526                 save_stack_trace(&trace);
527                 metadata_access_disable();
528
529                 /* See rant in lockdep.c */
530                 if (trace.nr_entries != 0 &&
531                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
532                         trace.nr_entries--;
533
534                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
535                         p->addrs[i] = 0;
536 #endif
537                 p->addr = addr;
538                 p->cpu = smp_processor_id();
539                 p->pid = current->pid;
540                 p->when = jiffies;
541         } else
542                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
543 }
544
545 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
546 {
547         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
548                 return;
549
550         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
551         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
552 }
553
554 static void print_track(const char *s, struct track *t)
555 {
556         if (!t->addr)
557                 return;
558
559         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
560                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
561 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
562         {
563                 int i;
564                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
565                         if (t->addrs[i])
566                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
567                         else
568                                 break;
569         }
570 #endif
571 }
572
573 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
574 {
575         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
576                 return;
577
578         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
579         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
580 }
581
582 static void print_page_info(struct page *page)
583 {
584         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
585                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
586
587 }
588
589 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
590 {
591         struct va_format vaf;
592         va_list args;
593
594         va_start(args, fmt);
595         vaf.fmt = fmt;
596         vaf.va = &args;
597         pr_err("=============================================================================\n");
598         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
599         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
600
601         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
602         va_end(args);
603 }
604
605 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
606 {
607         struct va_format vaf;
608         va_list args;
609
610         va_start(args, fmt);
611         vaf.fmt = fmt;
612         vaf.va = &args;
613         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
614         va_end(args);
615 }
616
617 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
618 {
619         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
620         u8 *addr = page_address(page);
621
622         print_tracking(s, p);
623
624         print_page_info(page);
625
626         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
627                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
628
629         if (p > addr + 16)
630                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
631
632         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
633                                 PAGE_SIZE));
634         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
635                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
636                         s->inuse - s->object_size);
637
638         if (s->offset)
639                 off = s->offset + sizeof(void *);
640         else
641                 off = s->inuse;
642
643         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
644                 off += 2 * sizeof(struct track);
645
646         if (off != s->size)
647                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
648                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
649
650         dump_stack();
651 }
652
653 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
654                         u8 *object, char *reason)
655 {
656         slab_bug(s, "%s", reason);
657         print_trailer(s, page, object);
658 }
659
660 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
661                         const char *fmt, ...)
662 {
663         va_list args;
664         char buf[100];
665
666         va_start(args, fmt);
667         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
668         va_end(args);
669         slab_bug(s, "%s", buf);
670         print_page_info(page);
671         dump_stack();
672 }
673
674 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
675 {
676         u8 *p = object;
677
678         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
679                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
680                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
681         }
682
683         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
684                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
685 }
686
687 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
688                                                 void *from, void *to)
689 {
690         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
691         memset(from, data, to - from);
692 }
693
694 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
695                         u8 *object, char *what,
696                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
697 {
698         u8 *fault;
699         u8 *end;
700
701         metadata_access_enable();
702         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
703         metadata_access_disable();
704         if (!fault)
705                 return 1;
706
707         end = start + bytes;
708         while (end > fault && end[-1] == value)
709                 end--;
710
711         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
712         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
713                                         fault, end - 1, fault[0], value);
714         print_trailer(s, page, object);
715
716         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
717         return 0;
718 }
719
720 /*
721  * Object layout:
722  *
723  * object address
724  *      Bytes of the object to be managed.
725  *      If the freepointer may overlay the object then the free
726  *      pointer is the first word of the object.
727  *
728  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
729  *      0xa5 (POISON_END)
730  *
731  * object + s->object_size
732  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
733  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
734  *      object_size == inuse.
735  *
736  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
737  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
738  *
739  * object + s->inuse
740  *      Meta data starts here.
741  *
742  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
743  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
744  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
745  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
746  *              before the word boundary.
747  *
748  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
749  *
750  * object + s->size
751  *      Nothing is used beyond s->size.
752  *
753  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
754  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
755  * may be used with merged slabcaches.
756  */
757
758 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
759 {
760         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
761
762         if (s->offset)
763                 /* Freepointer is placed after the object. */
764                 off += sizeof(void *);
765
766         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
767                 /* We also have user information there */
768                 off += 2 * sizeof(struct track);
769
770         if (s->size == off)
771                 return 1;
772
773         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
774                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
775 }
776
777 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
778 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
779 {
780         u8 *start;
781         u8 *fault;
782         u8 *end;
783         int length;
784         int remainder;
785
786         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
787                 return 1;
788
789         start = page_address(page);
790         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
791         end = start + length;
792         remainder = length % s->size;
793         if (!remainder)
794                 return 1;
795
796         metadata_access_enable();
797         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
798         metadata_access_disable();
799         if (!fault)
800                 return 1;
801         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
802                 end--;
803
804         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
805         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
806
807         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
808         return 0;
809 }
810
811 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
812                                         void *object, u8 val)
813 {
814         u8 *p = object;
815         u8 *endobject = object + s->object_size;
816
817         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
818                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
819                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
820                         return 0;
821         } else {
822                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
823                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
824                                 endobject, POISON_INUSE,
825                                 s->inuse - s->object_size);
826                 }
827         }
828
829         if (s->flags & SLAB_POISON) {
830                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
831                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
832                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
833                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
834                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
835                         return 0;
836                 /*
837                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
838                  */
839                 check_pad_bytes(s, page, p);
840         }
841
842         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
843                 /*
844                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
845                  * freepointer while object is allocated.
846                  */
847                 return 1;
848
849         /* Check free pointer validity */
850         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
851                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
852                 /*
853                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
854                  * of the free objects in this slab. May cause
855                  * another error because the object count is now wrong.
856                  */
857                 set_freepointer(s, p, NULL);
858                 return 0;
859         }
860         return 1;
861 }
862
863 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
864 {
865         int maxobj;
866
867         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
868
869         if (!PageSlab(page)) {
870                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
871                 return 0;
872         }
873
874         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
875         if (page->objects > maxobj) {
876                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
877                         page->objects, maxobj);
878                 return 0;
879         }
880         if (page->inuse > page->objects) {
881                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
882                         page->inuse, page->objects);
883                 return 0;
884         }
885         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
886         slab_pad_check(s, page);
887         return 1;
888 }
889
890 /*
891  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
892  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
893  */
894 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
895 {
896         int nr = 0;
897         void *fp;
898         void *object = NULL;
899         int max_objects;
900
901         fp = page->freelist;
902         while (fp && nr <= page->objects) {
903                 if (fp == search)
904                         return 1;
905                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
906                         if (object) {
907                                 object_err(s, page, object,
908                                         "Freechain corrupt");
909                                 set_freepointer(s, object, NULL);
910                         } else {
911                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
912                                 page->freelist = NULL;
913                                 page->inuse = page->objects;
914                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
915                                 return 0;
916                         }
917                         break;
918                 }
919                 object = fp;
920                 fp = get_freepointer(s, object);
921                 nr++;
922         }
923
924         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
925         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
926                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
927
928         if (page->objects != max_objects) {
929                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
930                         "should be %d", page->objects, max_objects);
931                 page->objects = max_objects;
932                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
933         }
934         if (page->inuse != page->objects - nr) {
935                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
936                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
937                 page->inuse = page->objects - nr;
938                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
939         }
940         return search == NULL;
941 }
942
943 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
944                                                                 int alloc)
945 {
946         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
947                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
948                         s->name,
949                         alloc ? "alloc" : "free",
950                         object, page->inuse,
951                         page->freelist);
952
953                 if (!alloc)
954                         print_section("Object ", (void *)object,
955                                         s->object_size);
956
957                 dump_stack();
958         }
959 }
960
961 /*
962  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
963  */
964 static void add_full(struct kmem_cache *s,
965         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
966 {
967         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
968                 return;
969
970         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
971         list_add(&page->lru, &n->full);
972 }
973
974 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
975 {
976         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
977                 return;
978
979         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
980         list_del(&page->lru);
981 }
982
983 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
984 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
985 {
986         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
987
988         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
989 }
990
991 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
992 {
993         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
994 }
995
996 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
997 {
998         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
999
1000         /*
1001          * May be called early in order to allocate a slab for the
1002          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1003          * dilemma by deferring the increment of the count during
1004          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1005          */
1006         if (likely(n)) {
1007                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1008                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1009         }
1010 }
1011 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1012 {
1013         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1014
1015         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1016         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1017 }
1018
1019 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1020 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1021                                                                 void *object)
1022 {
1023         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1024                 return;
1025
1026         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1027         init_tracking(s, object);
1028 }
1029
1030 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1031                                         struct page *page,
1032                                         void *object, unsigned long addr)
1033 {
1034         if (!check_slab(s, page))
1035                 goto bad;
1036
1037         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1038                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1039                 goto bad;
1040         }
1041
1042         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1043                 goto bad;
1044
1045         /* Success perform special debug activities for allocs */
1046         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1047                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1048         trace(s, page, object, 1);
1049         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1050         return 1;
1051
1052 bad:
1053         if (PageSlab(page)) {
1054                 /*
1055                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1056                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1057                  * as used avoids touching the remaining objects.
1058                  */
1059                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1060                 page->inuse = page->objects;
1061                 page->freelist = NULL;
1062         }
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1067         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1068         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1069 {
1070         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1071
1072         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1073         slab_lock(page);
1074
1075         if (!check_slab(s, page))
1076                 goto fail;
1077
1078         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1079                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1080                 goto fail;
1081         }
1082
1083         if (on_freelist(s, page, object)) {
1084                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1085                 goto fail;
1086         }
1087
1088         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1089                 goto out;
1090
1091         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1092                 if (!PageSlab(page)) {
1093                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1094                                 "outside of slab", object);
1095                 } else if (!page->slab_cache) {
1096                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1097                                object);
1098                         dump_stack();
1099                 } else
1100                         object_err(s, page, object,
1101                                         "page slab pointer corrupt.");
1102                 goto fail;
1103         }
1104
1105         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1106                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1107         trace(s, page, object, 0);
1108         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1109 out:
1110         slab_unlock(page);
1111         /*
1112          * Keep node_lock to preserve integrity
1113          * until the object is actually freed
1114          */
1115         return n;
1116
1117 fail:
1118         slab_unlock(page);
1119         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1120         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1121         return NULL;
1122 }
1123
1124 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1125 {
1126         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1127         if (*str++ != '=' || !*str)
1128                 /*
1129                  * No options specified. Switch on full debugging.
1130                  */
1131                 goto out;
1132
1133         if (*str == ',')
1134                 /*
1135                  * No options but restriction on slabs. This means full
1136                  * debugging for slabs matching a pattern.
1137                  */
1138                 goto check_slabs;
1139
1140         if (tolower(*str) == 'o') {
1141                 /*
1142                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1143                  * would increase as a result.
1144                  */
1145                 disable_higher_order_debug = 1;
1146                 goto out;
1147         }
1148
1149         slub_debug = 0;
1150         if (*str == '-')
1151                 /*
1152                  * Switch off all debugging measures.
1153                  */
1154                 goto out;
1155
1156         /*
1157          * Determine which debug features should be switched on
1158          */
1159         for (; *str && *str != ','; str++) {
1160                 switch (tolower(*str)) {
1161                 case 'f':
1162                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1163                         break;
1164                 case 'z':
1165                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1166                         break;
1167                 case 'p':
1168                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1169                         break;
1170                 case 'u':
1171                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1172                         break;
1173                 case 't':
1174                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1175                         break;
1176                 case 'a':
1177                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1178                         break;
1179                 default:
1180                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1181                                *str);
1182                 }
1183         }
1184
1185 check_slabs:
1186         if (*str == ',')
1187                 slub_debug_slabs = str + 1;
1188 out:
1189         return 1;
1190 }
1191
1192 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1193
1194 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1195         unsigned long flags, const char *name,
1196         void (*ctor)(void *))
1197 {
1198         /*
1199          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1200          */
1201         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1202                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1203                 flags |= slub_debug;
1204
1205         return flags;
1206 }
1207 #else
1208 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1209                         struct page *page, void *object) {}
1210
1211 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1212         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1213
1214 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1215         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1216         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1217
1218 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1219                         { return 1; }
1220 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1221                         void *object, u8 val) { return 1; }
1222 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1223                                         struct page *page) {}
1224 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1225                                         struct page *page) {}
1226 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1227         unsigned long flags, const char *name,
1228         void (*ctor)(void *))
1229 {
1230         return flags;
1231 }
1232 #define slub_debug 0
1233
1234 #define disable_higher_order_debug 0
1235
1236 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1237                                                         { return 0; }
1238 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1239                                                         { return 0; }
1240 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1241                                                         int objects) {}
1242 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1243                                                         int objects) {}
1244
1245 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1246
1247 /*
1248  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1249  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1250  */
1251 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1252 {
1253         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1254         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1255 }
1256
1257 static inline void kfree_hook(const void *x)
1258 {
1259         kmemleak_free(x);
1260         kasan_kfree_large(x);
1261 }
1262
1263 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1264                                                      gfp_t flags)
1265 {
1266         flags &= gfp_allowed_mask;
1267         lockdep_trace_alloc(flags);
1268         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1269
1270         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1271                 return NULL;
1272
1273         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1274 }
1275
1276 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1277                                         gfp_t flags, void *object)
1278 {
1279         flags &= gfp_allowed_mask;
1280         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1281         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
1282         memcg_kmem_put_cache(s);
1283         kasan_slab_alloc(s, object);
1284 }
1285
1286 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1287 {
1288         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1289
1290         /*
1291          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1292          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1293          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1294          */
1295 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1296         {
1297                 unsigned long flags;
1298
1299                 local_irq_save(flags);
1300                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1301                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1302                 local_irq_restore(flags);
1303         }
1304 #endif
1305         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1306                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1307
1308         kasan_slab_free(s, x);
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Slab allocation and freeing
1313  */
1314 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1315                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1316 {
1317         struct page *page;
1318         int order = oo_order(oo);
1319
1320         flags |= __GFP_NOTRACK;
1321
1322         if (memcg_charge_slab(s, flags, order))
1323                 return NULL;
1324
1325         if (node == NUMA_NO_NODE)
1326                 page = alloc_pages(flags, order);
1327         else
1328                 page = alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1329
1330         if (!page)
1331                 memcg_uncharge_slab(s, order);
1332
1333         return page;
1334 }
1335
1336 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1337 {
1338         struct page *page;
1339         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1340         gfp_t alloc_gfp;
1341
1342         flags &= gfp_allowed_mask;
1343
1344         if (flags & __GFP_WAIT)
1345                 local_irq_enable();
1346
1347         flags |= s->allocflags;
1348
1349         /*
1350          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1351          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1352          */
1353         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1354
1355         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1356         if (unlikely(!page)) {
1357                 oo = s->min;
1358                 alloc_gfp = flags;
1359                 /*
1360                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1361                  * Try a lower order alloc if possible
1362                  */
1363                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1364
1365                 if (page)
1366                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1367         }
1368
1369         if (kmemcheck_enabled && page
1370                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1371                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1372
1373                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1374
1375                 /*
1376                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1377                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1378                  */
1379                 if (s->ctor)
1380                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1381                 else
1382                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1383         }
1384
1385         if (flags & __GFP_WAIT)
1386                 local_irq_disable();
1387         if (!page)
1388                 return NULL;
1389
1390         page->objects = oo_objects(oo);
1391         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1392                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1393                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1394                 1 << oo_order(oo));
1395
1396         return page;
1397 }
1398
1399 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1400                                 void *object)
1401 {
1402         setup_object_debug(s, page, object);
1403         if (unlikely(s->ctor)) {
1404                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1405                 s->ctor(object);
1406                 kasan_poison_object_data(s, object);
1407         }
1408 }
1409
1410 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1411 {
1412         struct page *page;
1413         void *start;
1414         void *p;
1415         int order;
1416         int idx;
1417
1418         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1419                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1420                 BUG();
1421         }
1422
1423         page = allocate_slab(s,
1424                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1425         if (!page)
1426                 goto out;
1427
1428         order = compound_order(page);
1429         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1430         page->slab_cache = s;
1431         __SetPageSlab(page);
1432         if (page->pfmemalloc)
1433                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1434
1435         start = page_address(page);
1436
1437         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1438                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1439
1440         kasan_poison_slab(page);
1441
1442         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1443                 setup_object(s, page, p);
1444                 if (likely(idx < page->objects))
1445                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1446                 else
1447                         set_freepointer(s, p, NULL);
1448         }
1449
1450         page->freelist = start;
1451         page->inuse = page->objects;
1452         page->frozen = 1;
1453 out:
1454         return page;
1455 }
1456
1457 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1458 {
1459         int order = compound_order(page);
1460         int pages = 1 << order;
1461
1462         if (kmem_cache_debug(s)) {
1463                 void *p;
1464
1465                 slab_pad_check(s, page);
1466                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1467                                                 page->objects)
1468                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1469         }
1470
1471         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1472
1473         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1474                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1475                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1476                 -pages);
1477
1478         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1479         __ClearPageSlab(page);
1480
1481         page_mapcount_reset(page);
1482         if (current->reclaim_state)
1483                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1484         __free_pages(page, order);
1485         memcg_uncharge_slab(s, order);
1486 }
1487
1488 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1489         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1490
1491 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1492 {
1493         struct page *page;
1494
1495         if (need_reserve_slab_rcu)
1496                 page = virt_to_head_page(h);
1497         else
1498                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1499
1500         __free_slab(page->slab_cache, page);
1501 }
1502
1503 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1504 {
1505         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1506                 struct rcu_head *head;
1507
1508                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1509                         int order = compound_order(page);
1510                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1511
1512                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1513                         head = page_address(page) + offset;
1514                 } else {
1515                         /*
1516                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1517                          */
1518                         head = (void *)&page->lru;
1519                 }
1520
1521                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1522         } else
1523                 __free_slab(s, page);
1524 }
1525
1526 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1527 {
1528         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1529         free_slab(s, page);
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Management of partially allocated slabs.
1534  */
1535 static inline void
1536 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1537 {
1538         n->nr_partial++;
1539         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1540                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1541         else
1542                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1543 }
1544
1545 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1546                                 struct page *page, int tail)
1547 {
1548         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1549         __add_partial(n, page, tail);
1550 }
1551
1552 static inline void
1553 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1554 {
1555         list_del(&page->lru);
1556         n->nr_partial--;
1557 }
1558
1559 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1560                                         struct page *page)
1561 {
1562         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1563         __remove_partial(n, page);
1564 }
1565
1566 /*
1567  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1568  * return the pointer to the freelist.
1569  *
1570  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1571  */
1572 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1573                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1574                 int mode, int *objects)
1575 {
1576         void *freelist;
1577         unsigned long counters;
1578         struct page new;
1579
1580         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1581
1582         /*
1583          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1584          * The old freelist is the list of objects for the
1585          * per cpu allocation list.
1586          */
1587         freelist = page->freelist;
1588         counters = page->counters;
1589         new.counters = counters;
1590         *objects = new.objects - new.inuse;
1591         if (mode) {
1592                 new.inuse = page->objects;
1593                 new.freelist = NULL;
1594         } else {
1595                 new.freelist = freelist;
1596         }
1597
1598         VM_BUG_ON(new.frozen);
1599         new.frozen = 1;
1600
1601         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1602                         freelist, counters,
1603                         new.freelist, new.counters,
1604                         "acquire_slab"))
1605                 return NULL;
1606
1607         remove_partial(n, page);
1608         WARN_ON(!freelist);
1609         return freelist;
1610 }
1611
1612 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1613 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1614
1615 /*
1616  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1617  */
1618 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1619                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1620 {
1621         struct page *page, *page2;
1622         void *object = NULL;
1623         int available = 0;
1624         int objects;
1625
1626         /*
1627          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1628          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1629          * partial slab and there is none available then get_partials()
1630          * will return NULL.
1631          */
1632         if (!n || !n->nr_partial)
1633                 return NULL;
1634
1635         spin_lock(&n->list_lock);
1636         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1637                 void *t;
1638
1639                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1640                         continue;
1641
1642                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1643                 if (!t)
1644                         break;
1645
1646                 available += objects;
1647                 if (!object) {
1648                         c->page = page;
1649                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1650                         object = t;
1651                 } else {
1652                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1653                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1654                 }
1655                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1656                         || available > s->cpu_partial / 2)
1657                         break;
1658
1659         }
1660         spin_unlock(&n->list_lock);
1661         return object;
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1666  */
1667 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1668                 struct kmem_cache_cpu *c)
1669 {
1670 #ifdef CONFIG_NUMA
1671         struct zonelist *zonelist;
1672         struct zoneref *z;
1673         struct zone *zone;
1674         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1675         void *object;
1676         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1677
1678         /*
1679          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1680          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1681          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1682          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1683          *
1684          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1685          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1686          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1687          * from other nodes and filled up.
1688          *
1689          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1690          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1691          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1692          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1693          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1694          * with available objects.
1695          */
1696         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1697                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1698                 return NULL;
1699
1700         do {
1701                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1702                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1703                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1704                         struct kmem_cache_node *n;
1705
1706                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1707
1708                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1709                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1710                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1711                                 if (object) {
1712                                         /*
1713                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1714                                          * here - if mems_allowed was updated in
1715                                          * parallel, that was a harmless race
1716                                          * between allocation and the cpuset
1717                                          * update
1718                                          */
1719                                         return object;
1720                                 }
1721                         }
1722                 }
1723         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1724 #endif
1725         return NULL;
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Get a partial page, lock it and return it.
1730  */
1731 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1732                 struct kmem_cache_cpu *c)
1733 {
1734         void *object;
1735         int searchnode = node;
1736
1737         if (node == NUMA_NO_NODE)
1738                 searchnode = numa_mem_id();
1739         else if (!node_present_pages(node))
1740                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1741
1742         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1743         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1744                 return object;
1745
1746         return get_any_partial(s, flags, c);
1747 }
1748
1749 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1750 /*
1751  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1752  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1753  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1754  */
1755 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1756 #else
1757 /*
1758  * No preemption supported therefore also no need to check for
1759  * different cpus.
1760  */
1761 #define TID_STEP 1
1762 #endif
1763
1764 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1765 {
1766         return tid + TID_STEP;
1767 }
1768
1769 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1770 {
1771         return tid % TID_STEP;
1772 }
1773
1774 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1775 {
1776         return tid / TID_STEP;
1777 }
1778
1779 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1780 {
1781         return cpu;
1782 }
1783
1784 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1785                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1786 {
1787 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1788         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1789
1790         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1791
1792 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1793         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1794                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1795                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1796         else
1797 #endif
1798         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1799                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1800                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1801         else
1802                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1803                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1804 #endif
1805         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1806 }
1807
1808 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1809 {
1810         int cpu;
1811
1812         for_each_possible_cpu(cpu)
1813                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Remove the cpu slab
1818  */
1819 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1820                                 void *freelist)
1821 {
1822         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1823         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1824         int lock = 0;
1825         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1826         void *nextfree;
1827         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1828         struct page new;
1829         struct page old;
1830
1831         if (page->freelist) {
1832                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1833                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1834         }
1835
1836         /*
1837          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1838          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1839          * last one.
1840          *
1841          * There is no need to take the list->lock because the page
1842          * is still frozen.
1843          */
1844         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1845                 void *prior;
1846                 unsigned long counters;
1847
1848                 do {
1849                         prior = page->freelist;
1850                         counters = page->counters;
1851                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1852                         new.counters = counters;
1853                         new.inuse--;
1854                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1855
1856                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1857                         prior, counters,
1858                         freelist, new.counters,
1859                         "drain percpu freelist"));
1860
1861                 freelist = nextfree;
1862         }
1863
1864         /*
1865          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1866          * list presence reflects the actual number of objects
1867          * during unfreeze.
1868          *
1869          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1870          * with the count. If there is a mismatch then the page
1871          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1872          *
1873          * Then we restart the process which may have to remove
1874          * the page from the list that we just put it on again
1875          * because the number of objects in the slab may have
1876          * changed.
1877          */
1878 redo:
1879
1880         old.freelist = page->freelist;
1881         old.counters = page->counters;
1882         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1883
1884         /* Determine target state of the slab */
1885         new.counters = old.counters;
1886         if (freelist) {
1887                 new.inuse--;
1888                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1889                 new.freelist = freelist;
1890         } else
1891                 new.freelist = old.freelist;
1892
1893         new.frozen = 0;
1894
1895         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1896                 m = M_FREE;
1897         else if (new.freelist) {
1898                 m = M_PARTIAL;
1899                 if (!lock) {
1900                         lock = 1;
1901                         /*
1902                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1903                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1904                          * is frozen
1905                          */
1906                         spin_lock(&n->list_lock);
1907                 }
1908         } else {
1909                 m = M_FULL;
1910                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1911                         lock = 1;
1912                         /*
1913                          * This also ensures that the scanning of full
1914                          * slabs from diagnostic functions will not see
1915                          * any frozen slabs.
1916                          */
1917                         spin_lock(&n->list_lock);
1918                 }
1919         }
1920
1921         if (l != m) {
1922
1923                 if (l == M_PARTIAL)
1924
1925                         remove_partial(n, page);
1926
1927                 else if (l == M_FULL)
1928
1929                         remove_full(s, n, page);
1930
1931                 if (m == M_PARTIAL) {
1932
1933                         add_partial(n, page, tail);
1934                         stat(s, tail);
1935
1936                 } else if (m == M_FULL) {
1937
1938                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1939                         add_full(s, n, page);
1940
1941                 }
1942         }
1943
1944         l = m;
1945         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1946                                 old.freelist, old.counters,
1947                                 new.freelist, new.counters,
1948                                 "unfreezing slab"))
1949                 goto redo;
1950
1951         if (lock)
1952                 spin_unlock(&n->list_lock);
1953
1954         if (m == M_FREE) {
1955                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1956                 discard_slab(s, page);
1957                 stat(s, FREE_SLAB);
1958         }
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1963  *
1964  * This function must be called with interrupts disabled
1965  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1966  * to guarantee no concurrent accesses).
1967  */
1968 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1969                 struct kmem_cache_cpu *c)
1970 {
1971 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1972         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1973         struct page *page, *discard_page = NULL;
1974
1975         while ((page = c->partial)) {
1976                 struct page new;
1977                 struct page old;
1978
1979                 c->partial = page->next;
1980
1981                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1982                 if (n != n2) {
1983                         if (n)
1984                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1985
1986                         n = n2;
1987                         spin_lock(&n->list_lock);
1988                 }
1989
1990                 do {
1991
1992                         old.freelist = page->freelist;
1993                         old.counters = page->counters;
1994                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1995
1996                         new.counters = old.counters;
1997                         new.freelist = old.freelist;
1998
1999                         new.frozen = 0;
2000
2001                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2002                                 old.freelist, old.counters,
2003                                 new.freelist, new.counters,
2004                                 "unfreezing slab"));
2005
2006                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2007                         page->next = discard_page;
2008                         discard_page = page;
2009                 } else {
2010                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2011                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2012                 }
2013         }
2014
2015         if (n)
2016                 spin_unlock(&n->list_lock);
2017
2018         while (discard_page) {
2019                 page = discard_page;
2020                 discard_page = discard_page->next;
2021
2022                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2023                 discard_slab(s, page);
2024                 stat(s, FREE_SLAB);
2025         }
2026 #endif
2027 }
2028
2029 /*
2030  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2031  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2032  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2033  * onto a random cpus partial slot.
2034  *
2035  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2036  * per node partial list.
2037  */
2038 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2039 {
2040 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2041         struct page *oldpage;
2042         int pages;
2043         int pobjects;
2044
2045         preempt_disable();
2046         do {
2047                 pages = 0;
2048                 pobjects = 0;
2049                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2050
2051                 if (oldpage) {
2052                         pobjects = oldpage->pobjects;
2053                         pages = oldpage->pages;
2054                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2055                                 unsigned long flags;
2056                                 /*
2057                                  * partial array is full. Move the existing
2058                                  * set to the per node partial list.
2059                                  */
2060                                 local_irq_save(flags);
2061                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2062                                 local_irq_restore(flags);
2063                                 oldpage = NULL;
2064                                 pobjects = 0;
2065                                 pages = 0;
2066                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2067                         }
2068                 }
2069
2070                 pages++;
2071                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2072
2073                 page->pages = pages;
2074                 page->pobjects = pobjects;
2075                 page->next = oldpage;
2076
2077         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2078                                                                 != oldpage);
2079         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2080                 unsigned long flags;
2081
2082                 local_irq_save(flags);
2083                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2084                 local_irq_restore(flags);
2085         }
2086         preempt_enable();
2087 #endif
2088 }
2089
2090 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2091 {
2092         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2093         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2094
2095         c->tid = next_tid(c->tid);
2096         c->page = NULL;
2097         c->freelist = NULL;
2098 }
2099
2100 /*
2101  * Flush cpu slab.
2102  *
2103  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2104  */
2105 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2106 {
2107         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2108
2109         if (likely(c)) {
2110                 if (c->page)
2111                         flush_slab(s, c);
2112
2113                 unfreeze_partials(s, c);
2114         }
2115 }
2116
2117 static void flush_cpu_slab(void *d)
2118 {
2119         struct kmem_cache *s = d;
2120
2121         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2122 }
2123
2124 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2125 {
2126         struct kmem_cache *s = info;
2127         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2128
2129         return c->page || c->partial;
2130 }
2131
2132 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2133 {
2134         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2139  * locality expectations.
2140  */
2141 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2142 {
2143 #ifdef CONFIG_NUMA
2144         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2145                 return 0;
2146 #endif
2147         return 1;
2148 }
2149
2150 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2151 static int count_free(struct page *page)
2152 {
2153         return page->objects - page->inuse;
2154 }
2155
2156 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2157 {
2158         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2159 }
2160 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2161
2162 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2163 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2164                                         int (*get_count)(struct page *))
2165 {
2166         unsigned long flags;
2167         unsigned long x = 0;
2168         struct page *page;
2169
2170         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2171         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2172                 x += get_count(page);
2173         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2174         return x;
2175 }
2176 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2177
2178 static noinline void
2179 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2180 {
2181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2182         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2183                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2184         int node;
2185         struct kmem_cache_node *n;
2186
2187         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2188                 return;
2189
2190         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2191                 nid, gfpflags);
2192         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2193                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2194                 oo_order(s->min));
2195
2196         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2197                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2198                         s->name);
2199
2200         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2201                 unsigned long nr_slabs;
2202                 unsigned long nr_objs;
2203                 unsigned long nr_free;
2204
2205                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2206                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2207                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2208
2209                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2210                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2211         }
2212 #endif
2213 }
2214
2215 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2216                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2217 {
2218         void *freelist;
2219         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2220         struct page *page;
2221
2222         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2223
2224         if (freelist)
2225                 return freelist;
2226
2227         page = new_slab(s, flags, node);
2228         if (page) {
2229                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2230                 if (c->page)
2231                         flush_slab(s, c);
2232
2233                 /*
2234                  * No other reference to the page yet so we can
2235                  * muck around with it freely without cmpxchg
2236                  */
2237                 freelist = page->freelist;
2238                 page->freelist = NULL;
2239
2240                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2241                 c->page = page;
2242                 *pc = c;
2243         } else
2244                 freelist = NULL;
2245
2246         return freelist;
2247 }
2248
2249 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2250 {
2251         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2252                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2253
2254         return true;
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2259  * per cpu freelist or deactivate the page.
2260  *
2261  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2262  *
2263  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2264  *
2265  * This function must be called with interrupt disabled.
2266  */
2267 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2268 {
2269         struct page new;
2270         unsigned long counters;
2271         void *freelist;
2272
2273         do {
2274                 freelist = page->freelist;
2275                 counters = page->counters;
2276
2277                 new.counters = counters;
2278                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2279
2280                 new.inuse = page->objects;
2281                 new.frozen = freelist != NULL;
2282
2283         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2284                 freelist, counters,
2285                 NULL, new.counters,
2286                 "get_freelist"));
2287
2288         return freelist;
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2293  * debugging duties.
2294  *
2295  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2296  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2297  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2298  *
2299  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2300  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2301  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2302  *
2303  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2304  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2305  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2306  */
2307 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2308                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2309 {
2310         void *freelist;
2311         struct page *page;
2312         unsigned long flags;
2313
2314         local_irq_save(flags);
2315 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2316         /*
2317          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2318          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2319          * pointer.
2320          */
2321         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2322 #endif
2323
2324         page = c->page;
2325         if (!page)
2326                 goto new_slab;
2327 redo:
2328
2329         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2330                 int searchnode = node;
2331
2332                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2333                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2334
2335                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2336                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2337                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2338                         c->page = NULL;
2339                         c->freelist = NULL;
2340                         goto new_slab;
2341                 }
2342         }
2343
2344         /*
2345          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2346          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2347          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2348          */
2349         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2350                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2351                 c->page = NULL;
2352                 c->freelist = NULL;
2353                 goto new_slab;
2354         }
2355
2356         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2357         freelist = c->freelist;
2358         if (freelist)
2359                 goto load_freelist;
2360
2361         freelist = get_freelist(s, page);
2362
2363         if (!freelist) {
2364                 c->page = NULL;
2365                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2366                 goto new_slab;
2367         }
2368
2369         stat(s, ALLOC_REFILL);
2370
2371 load_freelist:
2372         /*
2373          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2374          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2375          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2376          */
2377         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2378         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2379         c->tid = next_tid(c->tid);
2380         local_irq_restore(flags);
2381         return freelist;
2382
2383 new_slab:
2384
2385         if (c->partial) {
2386                 page = c->page = c->partial;
2387                 c->partial = page->next;
2388                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2389                 c->freelist = NULL;
2390                 goto redo;
2391         }
2392
2393         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2394
2395         if (unlikely(!freelist)) {
2396                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2397                 local_irq_restore(flags);
2398                 return NULL;
2399         }
2400
2401         page = c->page;
2402         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2403                 goto load_freelist;
2404
2405         /* Only entered in the debug case */
2406         if (kmem_cache_debug(s) &&
2407                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2408                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2409
2410         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2411         c->page = NULL;
2412         c->freelist = NULL;
2413         local_irq_restore(flags);
2414         return freelist;
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2419  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2420  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2421  *
2422  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2423  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2424  *
2425  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2426  */
2427 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2428                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2429 {
2430         void **object;
2431         struct kmem_cache_cpu *c;
2432         struct page *page;
2433         unsigned long tid;
2434
2435         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2436         if (!s)
2437                 return NULL;
2438 redo:
2439         /*
2440          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2441          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2442          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2443          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2444          *
2445          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2446          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2447          * to check if it is matched or not.
2448          */
2449         do {
2450                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2451                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2452         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2453                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2454
2455         /*
2456          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2457          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2458          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2459          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2460          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2461          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2462          */
2463         barrier();
2464
2465         /*
2466          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2467          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2468          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2469          * linked list in between.
2470          */
2471
2472         object = c->freelist;
2473         page = c->page;
2474         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2475                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2476                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2477         } else {
2478                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2479
2480                 /*
2481                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2482                  * operation and if we are on the right processor.
2483                  *
2484                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2485                  * semantics!)
2486                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2487                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2488                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2489                  *
2490                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2491                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2492                  * other cpus.
2493                  */
2494                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2495                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2496                                 object, tid,
2497                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2498
2499                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2500                         goto redo;
2501                 }
2502                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2503                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2504         }
2505
2506         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2507                 memset(object, 0, s->object_size);
2508
2509         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2510
2511         return object;
2512 }
2513
2514 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2515                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2516 {
2517         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2518 }
2519
2520 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2521 {
2522         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2523
2524         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2525                                 s->size, gfpflags);
2526
2527         return ret;
2528 }
2529 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2530
2531 #ifdef CONFIG_TRACING
2532 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2533 {
2534         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2535         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2536         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2537         return ret;
2538 }
2539 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2540 #endif
2541
2542 #ifdef CONFIG_NUMA
2543 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2544 {
2545         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2546
2547         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2548                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2549
2550         return ret;
2551 }
2552 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2553
2554 #ifdef CONFIG_TRACING
2555 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2556                                     gfp_t gfpflags,
2557                                     int node, size_t size)
2558 {
2559         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2560
2561         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2562                            size, s->size, gfpflags, node);
2563
2564         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2565         return ret;
2566 }
2567 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2568 #endif
2569 #endif
2570
2571 /*
2572  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2573  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2574  *
2575  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2576  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2577  * handling required then we can return immediately.
2578  */
2579 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2580                         void *x, unsigned long addr)
2581 {
2582         void *prior;
2583         void **object = (void *)x;
2584         int was_frozen;
2585         struct page new;
2586         unsigned long counters;
2587         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2588         unsigned long uninitialized_var(flags);
2589
2590         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2591
2592         if (kmem_cache_debug(s) &&
2593                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2594                 return;
2595
2596         do {
2597                 if (unlikely(n)) {
2598                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2599                         n = NULL;
2600                 }
2601                 prior = page->freelist;
2602                 counters = page->counters;
2603                 set_freepointer(s, object, prior);
2604                 new.counters = counters;
2605                 was_frozen = new.frozen;
2606                 new.inuse--;
2607                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2608
2609                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2610
2611                                 /*
2612                                  * Slab was on no list before and will be
2613                                  * partially empty
2614                                  * We can defer the list move and instead
2615                                  * freeze it.
2616                                  */
2617                                 new.frozen = 1;
2618
2619                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2620
2621                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2622                                 /*
2623                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2624                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2625                                  * drop the list_lock without any processing.
2626                                  *
2627                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2628                                  * other processors updating the list of slabs.
2629                                  */
2630                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2631
2632                         }
2633                 }
2634
2635         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2636                 prior, counters,
2637                 object, new.counters,
2638                 "__slab_free"));
2639
2640         if (likely(!n)) {
2641
2642                 /*
2643                  * If we just froze the page then put it onto the
2644                  * per cpu partial list.
2645                  */
2646                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2647                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2648                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2649                 }
2650                 /*
2651                  * The list lock was not taken therefore no list
2652                  * activity can be necessary.
2653                  */
2654                 if (was_frozen)
2655                         stat(s, FREE_FROZEN);
2656                 return;
2657         }
2658
2659         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2660                 goto slab_empty;
2661
2662         /*
2663          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2664          * then add it.
2665          */
2666         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2667                 if (kmem_cache_debug(s))
2668                         remove_full(s, n, page);
2669                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2670                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2671         }
2672         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2673         return;
2674
2675 slab_empty:
2676         if (prior) {
2677                 /*
2678                  * Slab on the partial list.
2679                  */
2680                 remove_partial(n, page);
2681                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2682         } else {
2683                 /* Slab must be on the full list */
2684                 remove_full(s, n, page);
2685         }
2686
2687         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2688         stat(s, FREE_SLAB);
2689         discard_slab(s, page);
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2694  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2695  *
2696  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2697  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2698  * the item before.
2699  *
2700  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2701  * with all sorts of special processing.
2702  */
2703 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2704                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2705 {
2706         void **object = (void *)x;
2707         struct kmem_cache_cpu *c;
2708         unsigned long tid;
2709
2710         slab_free_hook(s, x);
2711
2712 redo:
2713         /*
2714          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2715          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2716          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2717          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2718          */
2719         do {
2720                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2721                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2722         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2723                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2724
2725         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2726         barrier();
2727
2728         if (likely(page == c->page)) {
2729                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2730
2731                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2732                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2733                                 c->freelist, tid,
2734                                 object, next_tid(tid)))) {
2735
2736                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2737                         goto redo;
2738                 }
2739                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2740         } else
2741                 __slab_free(s, page, x, addr);
2742
2743 }
2744
2745 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2746 {
2747         s = cache_from_obj(s, x);
2748         if (!s)
2749                 return;
2750         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2751         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2752 }
2753 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2754
2755 /*
2756  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2757  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2758  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2759  * another.
2760  *
2761  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2762  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2763  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2764  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2765  * locking overhead.
2766  */
2767
2768 /*
2769  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2770  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2771  * and increases the number of allocations possible without having to
2772  * take the list_lock.
2773  */
2774 static int slub_min_order;
2775 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2776 static int slub_min_objects;
2777
2778 /*
2779  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2780  *
2781  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2782  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2783  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2784  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2785  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2786  * would be wasted.
2787  *
2788  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2789  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2790  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2791  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2792  *
2793  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2794  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2795  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2796  * of space in favor of a small page order.
2797  *
2798  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2799  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2800  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2801  * the smallest order which will fit the object.
2802  */
2803 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2804                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2805 {
2806         int order;
2807         int rem;
2808         int min_order = slub_min_order;
2809
2810         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2811                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2812
2813         for (order = max(min_order,
2814                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2815                         order <= max_order; order++) {
2816
2817                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2818
2819                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2820                         continue;
2821
2822                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2823
2824                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2825                         break;
2826
2827         }
2828
2829         return order;
2830 }
2831
2832 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2833 {
2834         int order;
2835         int min_objects;
2836         int fraction;
2837         int max_objects;
2838
2839         /*
2840          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2841          * works by first attempting to generate a layout with
2842          * the best configuration and backing off gradually.
2843          *
2844          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2845          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2846          */
2847         min_objects = slub_min_objects;
2848         if (!min_objects)
2849                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2850         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2851         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2852
2853         while (min_objects > 1) {
2854                 fraction = 16;
2855                 while (fraction >= 4) {
2856                         order = slab_order(size, min_objects,
2857                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2858                         if (order <= slub_max_order)
2859                                 return order;
2860                         fraction /= 2;
2861                 }
2862                 min_objects--;
2863         }
2864
2865         /*
2866          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2867          * lets see if we can place a single object there.
2868          */
2869         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2870         if (order <= slub_max_order)
2871                 return order;
2872
2873         /*
2874          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2875          */
2876         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2877         if (order < MAX_ORDER)
2878                 return order;
2879         return -ENOSYS;
2880 }
2881
2882 static void
2883 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2884 {
2885         n->nr_partial = 0;
2886         spin_lock_init(&n->list_lock);
2887         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2888 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2889         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2890         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2891         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2892 #endif
2893 }
2894
2895 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2896 {
2897         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2898                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2899
2900         /*
2901          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2902          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2903          */
2904         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2905                                      2 * sizeof(void *));
2906
2907         if (!s->cpu_slab)
2908                 return 0;
2909
2910         init_kmem_cache_cpus(s);
2911
2912         return 1;
2913 }
2914
2915 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2916
2917 /*
2918  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2919  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2920  * possible.
2921  *
2922  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2923  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2924  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2925  */
2926 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2927 {
2928         struct page *page;
2929         struct kmem_cache_node *n;
2930
2931         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2932
2933         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2934
2935         BUG_ON(!page);
2936         if (page_to_nid(page) != node) {
2937                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
2938                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
2939         }
2940
2941         n = page->freelist;
2942         BUG_ON(!n);
2943         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2944         page->inuse = 1;
2945         page->frozen = 0;
2946         kmem_cache_node->node[node] = n;
2947 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2948         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2949         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2950 #endif
2951         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
2952         init_kmem_cache_node(n);
2953         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2954
2955         /*
2956          * No locks need to be taken here as it has just been
2957          * initialized and there is no concurrent access.
2958          */
2959         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2960 }
2961
2962 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2963 {
2964         int node;
2965         struct kmem_cache_node *n;
2966
2967         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2968                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2969                 s->node[node] = NULL;
2970         }
2971 }
2972
2973 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2974 {
2975         int node;
2976
2977         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2978                 struct kmem_cache_node *n;
2979
2980                 if (slab_state == DOWN) {
2981                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2982                         continue;
2983                 }
2984                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2985                                                 GFP_KERNEL, node);
2986
2987                 if (!n) {
2988                         free_kmem_cache_nodes(s);
2989                         return 0;
2990                 }
2991
2992                 s->node[node] = n;
2993                 init_kmem_cache_node(n);
2994         }
2995         return 1;
2996 }
2997
2998 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2999 {
3000         if (min < MIN_PARTIAL)
3001                 min = MIN_PARTIAL;
3002         else if (min > MAX_PARTIAL)
3003                 min = MAX_PARTIAL;
3004         s->min_partial = min;
3005 }
3006
3007 /*
3008  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3009  * a slab object.
3010  */
3011 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3012 {
3013         unsigned long flags = s->flags;
3014         unsigned long size = s->object_size;
3015         int order;
3016
3017         /*
3018          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3019          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3020          * the possible location of the free pointer.
3021          */
3022         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3023
3024 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3025         /*
3026          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3027          * the slab may touch the object after free or before allocation
3028          * then we should never poison the object itself.
3029          */
3030         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3031                         !s->ctor)
3032                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3033         else
3034                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3035
3036
3037         /*
3038          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3039          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3040          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3041          */
3042         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3043                 size += sizeof(void *);
3044 #endif
3045
3046         /*
3047          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3048          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3049          */
3050         s->inuse = size;
3051
3052         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3053                 s->ctor)) {
3054                 /*
3055                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3056                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3057                  * kmem_cache_free.
3058                  *
3059                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3060                  * destructor or are poisoning the objects.
3061                  */
3062                 s->offset = size;
3063                 size += sizeof(void *);
3064         }
3065
3066 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3067         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3068                 /*
3069                  * Need to store information about allocs and frees after
3070                  * the object.
3071                  */
3072                 size += 2 * sizeof(struct track);
3073
3074         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3075                 /*
3076                  * Add some empty padding so that we can catch
3077                  * overwrites from earlier objects rather than let
3078                  * tracking information or the free pointer be
3079                  * corrupted if a user writes before the start
3080                  * of the object.
3081                  */
3082                 size += sizeof(void *);
3083 #endif
3084
3085         /*
3086          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3087          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3088          * each object to conform to the alignment.
3089          */
3090         size = ALIGN(size, s->align);
3091         s->size = size;
3092         if (forced_order >= 0)
3093                 order = forced_order;
3094         else
3095                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3096
3097         if (order < 0)
3098                 return 0;
3099
3100         s->allocflags = 0;
3101         if (order)
3102                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3103
3104         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3105                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3106
3107         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3108                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3109
3110         /*
3111          * Determine the number of objects per slab
3112          */
3113         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3114         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3115         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3116                 s->max = s->oo;
3117
3118         return !!oo_objects(s->oo);
3119 }
3120
3121 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3122 {
3123         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3124         s->reserved = 0;
3125
3126         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3127                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3128
3129         if (!calculate_sizes(s, -1))
3130                 goto error;
3131         if (disable_higher_order_debug) {
3132                 /*
3133                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3134                  * order increased.
3135                  */
3136                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3137                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3138                         s->offset = 0;
3139                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3140                                 goto error;
3141                 }
3142         }
3143
3144 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3145     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3146         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3147                 /* Enable fast mode */
3148                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3149 #endif
3150
3151         /*
3152          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3153          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3154          */
3155         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3156
3157         /*
3158          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3159          * per cpu partial lists of a processor.
3160          *
3161          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3162          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3163          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3164          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3165          *
3166          * This setting also determines
3167          *
3168          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3169          *    per node list when we reach the limit.
3170          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3171          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3172          *    50% to keep some capacity around for frees.
3173          */
3174         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3175                 s->cpu_partial = 0;
3176         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3177                 s->cpu_partial = 2;
3178         else if (s->size >= 1024)
3179                 s->cpu_partial = 6;
3180         else if (s->size >= 256)
3181                 s->cpu_partial = 13;
3182         else
3183                 s->cpu_partial = 30;
3184
3185 #ifdef CONFIG_NUMA
3186         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3187 #endif
3188         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3189                 goto error;
3190
3191         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3192                 return 0;
3193
3194         free_kmem_cache_nodes(s);
3195 error:
3196         if (flags & SLAB_PANIC)
3197                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3198                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3199                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3200                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3201         return -EINVAL;
3202 }
3203
3204 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3205                                                         const char *text)
3206 {
3207 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3208         void *addr = page_address(page);
3209         void *p;
3210         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3211                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3212         if (!map)
3213                 return;
3214         slab_err(s, page, text, s->name);
3215         slab_lock(page);
3216
3217         get_map(s, page, map);
3218         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3219
3220                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3221                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3222                         print_tracking(s, p);
3223                 }
3224         }
3225         slab_unlock(page);
3226         kfree(map);
3227 #endif
3228 }
3229
3230 /*
3231  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3232  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3233  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3234  */
3235 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3236 {
3237         struct page *page, *h;
3238
3239         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3240                 if (!page->inuse) {
3241                         __remove_partial(n, page);
3242                         discard_slab(s, page);
3243                 } else {
3244                         list_slab_objects(s, page,
3245                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3246                 }
3247         }
3248 }
3249
3250 /*
3251  * Release all resources used by a slab cache.
3252  */
3253 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3254 {
3255         int node;
3256         struct kmem_cache_node *n;
3257
3258         flush_all(s);
3259         /* Attempt to free all objects */
3260         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3261                 free_partial(s, n);
3262                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3263                         return 1;
3264         }
3265         free_percpu(s->cpu_slab);
3266         free_kmem_cache_nodes(s);
3267         return 0;
3268 }
3269
3270 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3271 {
3272         return kmem_cache_close(s);
3273 }
3274
3275 /********************************************************************
3276  *              Kmalloc subsystem
3277  *******************************************************************/
3278
3279 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3280 {
3281         get_option(&str, &slub_min_order);
3282
3283         return 1;
3284 }
3285
3286 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3287
3288 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3289 {
3290         get_option(&str, &slub_max_order);
3291         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3292
3293         return 1;
3294 }
3295
3296 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3297
3298 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3299 {
3300         get_option(&str, &slub_min_objects);
3301
3302         return 1;
3303 }
3304
3305 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3306
3307 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3308 {
3309         struct kmem_cache *s;
3310         void *ret;
3311
3312         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3313                 return kmalloc_large(size, flags);
3314
3315         s = kmalloc_slab(size, flags);
3316
3317         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3318                 return s;
3319
3320         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3321
3322         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3323
3324         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3325
3326         return ret;
3327 }
3328 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3329
3330 #ifdef CONFIG_NUMA
3331 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3332 {
3333         struct page *page;
3334         void *ptr = NULL;
3335
3336         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3337         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3338         if (page)
3339                 ptr = page_address(page);
3340
3341         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3342         return ptr;
3343 }
3344
3345 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3346 {
3347         struct kmem_cache *s;
3348         void *ret;
3349
3350         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3351                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3352
3353                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3354                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3355                                    flags, node);
3356
3357                 return ret;
3358         }
3359
3360         s = kmalloc_slab(size, flags);
3361
3362         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3363                 return s;
3364
3365         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3366
3367         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3368
3369         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3370
3371         return ret;
3372 }
3373 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3374 #endif
3375
3376 static size_t __ksize(const void *object)
3377 {
3378         struct page *page;
3379
3380         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3381                 return 0;
3382
3383         page = virt_to_head_page(object);
3384
3385         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3386                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3387                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3388         }
3389
3390         return slab_ksize(page->slab_cache);
3391 }
3392
3393 size_t ksize(const void *object)
3394 {
3395         size_t size = __ksize(object);
3396         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3397            so we need unpoison this area. */
3398         kasan_krealloc(object, size);
3399         return size;
3400 }
3401 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3402
3403 void kfree(const void *x)
3404 {
3405         struct page *page;
3406         void *object = (void *)x;
3407
3408         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3409
3410         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3411                 return;
3412
3413         page = virt_to_head_page(x);
3414         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3415                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3416                 kfree_hook(x);
3417                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3418                 return;
3419         }
3420         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3421 }
3422 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3423
3424 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3425
3426 /*
3427  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3428  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3429  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3430  *
3431  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3432  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3433  * are freed in them.
3434  */
3435 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3436 {
3437         int node;
3438         int i;
3439         struct kmem_cache_node *n;
3440         struct page *page;
3441         struct page *t;
3442         struct list_head discard;
3443         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3444         unsigned long flags;
3445         int ret = 0;
3446
3447         if (deactivate) {
3448                 /*
3449                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3450                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3451                  */
3452                 s->cpu_partial = 0;
3453                 s->min_partial = 0;
3454
3455                 /*
3456                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3457                  * so we have to make sure the change is visible.
3458                  */
3459                 kick_all_cpus_sync();
3460         }
3461
3462         flush_all(s);
3463         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3464                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3465                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3466                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3467
3468                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3469
3470                 /*
3471                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3472                  *
3473                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3474                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3475                  */
3476                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3477                         int free = page->objects - page->inuse;
3478
3479                         /* Do not reread page->inuse */
3480                         barrier();
3481
3482                         /* We do not keep full slabs on the list */
3483                         BUG_ON(free <= 0);
3484
3485                         if (free == page->objects) {
3486                                 list_move(&page->lru, &discard);
3487                                 n->nr_partial--;
3488                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3489                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3490                 }
3491
3492                 /*
3493                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3494                  * partial list.
3495                  */
3496                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3497                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3498
3499                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3500
3501                 /* Release empty slabs */
3502                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3503                         discard_slab(s, page);
3504
3505                 if (slabs_node(s, node))
3506                         ret = 1;
3507         }
3508
3509         return ret;
3510 }
3511
3512 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3513 {
3514         struct kmem_cache *s;
3515
3516         mutex_lock(&slab_mutex);
3517         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3518                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3519         mutex_unlock(&slab_mutex);
3520
3521         return 0;
3522 }
3523
3524 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3525 {
3526         struct kmem_cache_node *n;
3527         struct kmem_cache *s;
3528         struct memory_notify *marg = arg;
3529         int offline_node;
3530
3531         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3532
3533         /*
3534          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3535          * for it yet.
3536          */
3537         if (offline_node < 0)
3538                 return;
3539
3540         mutex_lock(&slab_mutex);
3541         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3542                 n = get_node(s, offline_node);
3543                 if (n) {
3544                         /*
3545                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3546                          * that is going down. We were unable to free them,
3547                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3548                          * callback. So, we must fail.
3549                          */
3550                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3551
3552                         s->node[offline_node] = NULL;
3553                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3554                 }
3555         }
3556         mutex_unlock(&slab_mutex);
3557 }
3558
3559 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3560 {
3561         struct kmem_cache_node *n;
3562         struct kmem_cache *s;
3563         struct memory_notify *marg = arg;
3564         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3565         int ret = 0;
3566
3567         /*
3568          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3569          * already created. Nothing to do.
3570          */
3571         if (nid < 0)
3572                 return 0;
3573
3574         /*
3575          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3576          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3577          * online.
3578          */
3579         mutex_lock(&slab_mutex);
3580         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3581                 /*
3582                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3583                  *      since memory is not yet available from the node that
3584                  *      is brought up.
3585                  */
3586                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3587                 if (!n) {
3588                         ret = -ENOMEM;
3589                         goto out;
3590                 }
3591                 init_kmem_cache_node(n);
3592                 s->node[nid] = n;
3593         }
3594 out:
3595         mutex_unlock(&slab_mutex);
3596         return ret;
3597 }
3598
3599 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3600                                 unsigned long action, void *arg)
3601 {
3602         int ret = 0;
3603
3604         switch (action) {
3605         case MEM_GOING_ONLINE:
3606                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3607                 break;
3608         case MEM_GOING_OFFLINE:
3609                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3610                 break;
3611         case MEM_OFFLINE:
3612         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3613                 slab_mem_offline_callback(arg);
3614                 break;
3615         case MEM_ONLINE:
3616         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3617                 break;
3618         }
3619         if (ret)
3620                 ret = notifier_from_errno(ret);
3621         else
3622                 ret = NOTIFY_OK;
3623         return ret;
3624 }
3625
3626 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3627         .notifier_call = slab_memory_callback,
3628         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3629 };
3630
3631 /********************************************************************
3632  *                      Basic setup of slabs
3633  *******************************************************************/
3634
3635 /*
3636  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3637  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3638  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3639  */
3640
3641 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3642 {
3643         int node;
3644         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3645         struct kmem_cache_node *n;
3646
3647         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3648
3649         /*
3650          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3651          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3652          * IPIs around.
3653          */
3654         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3655         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3656                 struct page *p;
3657
3658                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3659                         p->slab_cache = s;
3660
3661 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3662                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3663                         p->slab_cache = s;
3664 #endif
3665         }
3666         slab_init_memcg_params(s);
3667         list_add(&s->list, &slab_caches);
3668         return s;
3669 }
3670
3671 void __init kmem_cache_init(void)
3672 {
3673         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3674                 boot_kmem_cache_node;
3675
3676         if (debug_guardpage_minorder())
3677                 slub_max_order = 0;
3678
3679         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3680         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3681
3682         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3683                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3684
3685         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3686
3687         /* Able to allocate the per node structures */
3688         slab_state = PARTIAL;
3689
3690         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3691                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3692                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3693                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3694
3695         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3696
3697         /*
3698          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3699          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3700          * update any list pointers.
3701          */
3702         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3703
3704         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3705         create_kmalloc_caches(0);
3706
3707 #ifdef CONFIG_SMP
3708         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3709 #endif
3710
3711         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3712                 cache_line_size(),
3713                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3714                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3715 }
3716
3717 void __init kmem_cache_init_late(void)
3718 {
3719 }
3720
3721 struct kmem_cache *
3722 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3723                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3724 {
3725         struct kmem_cache *s, *c;
3726
3727         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3728         if (s) {
3729                 s->refcount++;
3730
3731                 /*
3732                  * Adjust the object sizes so that we clear
3733                  * the complete object on kzalloc.
3734                  */
3735                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3736                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3737
3738                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3739                         c->object_size = s->object_size;
3740                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3741                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3742                 }
3743
3744                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3745                         s->refcount--;
3746                         s = NULL;
3747                 }
3748         }
3749
3750         return s;
3751 }
3752
3753 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3754 {
3755         int err;
3756
3757         err = kmem_cache_open(s, flags);
3758         if (err)
3759                 return err;
3760
3761         /* Mutex is not taken during early boot */
3762         if (slab_state <= UP)
3763                 return 0;
3764
3765         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3766         err = sysfs_slab_add(s);
3767         if (err)
3768                 kmem_cache_close(s);
3769
3770         return err;
3771 }
3772
3773 #ifdef CONFIG_SMP
3774 /*
3775  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3776  * necessary.
3777  */
3778 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3779                 unsigned long action, void *hcpu)
3780 {
3781         long cpu = (long)hcpu;
3782         struct kmem_cache *s;
3783         unsigned long flags;
3784
3785         switch (action) {
3786         case CPU_UP_CANCELED:
3787         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3788         case CPU_DEAD:
3789         case CPU_DEAD_FROZEN:
3790                 mutex_lock(&slab_mutex);
3791                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3792                         local_irq_save(flags);
3793                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3794                         local_irq_restore(flags);
3795                 }
3796                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3797                 break;
3798         default:
3799                 break;
3800         }
3801         return NOTIFY_OK;
3802 }
3803
3804 static struct notifier_block slab_notifier = {
3805         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3806 };
3807
3808 #endif
3809
3810 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3811 {
3812         struct kmem_cache *s;
3813         void *ret;
3814
3815         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3816                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3817
3818         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3819
3820         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3821                 return s;
3822
3823         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3824
3825         /* Honor the call site pointer we received. */
3826         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3827
3828         return ret;
3829 }
3830
3831 #ifdef CONFIG_NUMA
3832 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3833                                         int node, unsigned long caller)
3834 {
3835         struct kmem_cache *s;
3836         void *ret;
3837
3838         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3839                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3840
3841                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3842                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3843                                    gfpflags, node);
3844
3845                 return ret;
3846         }
3847
3848         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3849
3850         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3851                 return s;
3852
3853         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3854
3855         /* Honor the call site pointer we received. */
3856         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3857
3858         return ret;
3859 }
3860 #endif
3861
3862 #ifdef CONFIG_SYSFS
3863 static int count_inuse(struct page *page)
3864 {
3865         return page->inuse;
3866 }
3867
3868 static int count_total(struct page *page)
3869 {
3870         return page->objects;
3871 }
3872 #endif
3873
3874 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3875 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3876                                                 unsigned long *map)
3877 {
3878         void *p;
3879         void *addr = page_address(page);
3880
3881         if (!check_slab(s, page) ||
3882                         !on_freelist(s, page, NULL))
3883                 return 0;
3884
3885         /* Now we know that a valid freelist exists */
3886         bitmap_zero(map, page->objects);
3887
3888         get_map(s, page, map);
3889         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3890                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3891                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3892                                 return 0;
3893         }
3894
3895         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3896                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3897                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3898                                 return 0;
3899         return 1;
3900 }
3901
3902 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3903                                                 unsigned long *map)
3904 {
3905         slab_lock(page);
3906         validate_slab(s, page, map);
3907         slab_unlock(page);
3908 }
3909
3910 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3911                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3912 {
3913         unsigned long count = 0;
3914         struct page *page;
3915         unsigned long flags;
3916
3917         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3918
3919         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3920                 validate_slab_slab(s, page, map);
3921                 count++;
3922         }
3923         if (count != n->nr_partial)
3924                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3925                        s->name, count, n->nr_partial);
3926
3927         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3928                 goto out;
3929
3930         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3931                 validate_slab_slab(s, page, map);
3932                 count++;
3933         }
3934         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3935                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
3936                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3937
3938 out:
3939         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3940         return count;
3941 }
3942
3943 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3944 {
3945         int node;
3946         unsigned long count = 0;
3947         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3948                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3949         struct kmem_cache_node *n;
3950
3951         if (!map)
3952                 return -ENOMEM;
3953
3954         flush_all(s);
3955         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3956                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3957         kfree(map);
3958         return count;
3959 }
3960 /*
3961  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3962  * and freed.
3963  */
3964
3965 struct location {
3966         unsigned long count;
3967         unsigned long addr;
3968         long long sum_time;
3969         long min_time;
3970         long max_time;
3971         long min_pid;
3972         long max_pid;
3973         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3974         nodemask_t nodes;
3975 };
3976
3977 struct loc_track {
3978         unsigned long max;
3979         unsigned long count;
3980         struct location *loc;
3981 };
3982
3983 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3984 {
3985         if (t->max)
3986                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3987                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3988 }
3989
3990 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3991 {
3992         struct location *l;
3993         int order;
3994
3995         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3996
3997         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3998         if (!l)
3999                 return 0;
4000
4001         if (t->count) {
4002                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4003                 free_loc_track(t);
4004         }
4005         t->max = max;
4006         t->loc = l;
4007         return 1;
4008 }
4009
4010 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4011                                 const struct track *track)
4012 {
4013         long start, end, pos;
4014         struct location *l;
4015         unsigned long caddr;
4016         unsigned long age = jiffies - track->when;
4017
4018         start = -1;
4019         end = t->count;
4020
4021         for ( ; ; ) {
4022                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4023
4024                 /*
4025                  * There is nothing at "end". If we end up there
4026                  * we need to add something to before end.
4027                  */
4028                 if (pos == end)
4029                         break;
4030
4031                 caddr = t->loc[pos].addr;
4032                 if (track->addr == caddr) {
4033
4034                         l = &t->loc[pos];
4035                         l->count++;
4036                         if (track->when) {
4037                                 l->sum_time += age;
4038                                 if (age < l->min_time)
4039                                         l->min_time = age;
4040                                 if (age > l->max_time)
4041                                         l->max_time = age;
4042
4043                                 if (track->pid < l->min_pid)
4044                                         l->min_pid = track->pid;
4045                                 if (track->pid > l->max_pid)
4046                                         l->max_pid = track->pid;
4047
4048                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4049                                                 to_cpumask(l->cpus));
4050                         }
4051                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4052                         return 1;
4053                 }
4054
4055                 if (track->addr < caddr)
4056                         end = pos;
4057                 else
4058                         start = pos;
4059         }
4060
4061         /*
4062          * Not found. Insert new tracking element.
4063          */
4064         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4065                 return 0;
4066
4067         l = t->loc + pos;
4068         if (pos < t->count)
4069                 memmove(l + 1, l,
4070                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4071         t->count++;
4072         l->count = 1;
4073         l->addr = track->addr;
4074         l->sum_time = age;
4075         l->min_time = age;
4076         l->max_time = age;
4077         l->min_pid = track->pid;
4078         l->max_pid = track->pid;
4079         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4080         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4081         nodes_clear(l->nodes);
4082         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4083         return 1;
4084 }
4085
4086 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4087                 struct page *page, enum track_item alloc,
4088                 unsigned long *map)
4089 {
4090         void *addr = page_address(page);
4091         void *p;
4092
4093         bitmap_zero(map, page->objects);
4094         get_map(s, page, map);
4095
4096         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4097                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4098                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4099 }
4100
4101 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4102                                         enum track_item alloc)
4103 {
4104         int len = 0;
4105         unsigned long i;
4106         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4107         int node;
4108         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4109                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4110         struct kmem_cache_node *n;
4111
4112         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4113                                      GFP_TEMPORARY)) {
4114                 kfree(map);
4115                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4116         }
4117         /* Push back cpu slabs */
4118         flush_all(s);
4119
4120         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4121                 unsigned long flags;
4122                 struct page *page;
4123
4124                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4125                         continue;
4126
4127                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4128                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4129                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4130                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4131                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4132                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4133         }
4134
4135         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4136                 struct location *l = &t.loc[i];
4137
4138                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4139                         break;
4140                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4141
4142                 if (l->addr)
4143                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4144                 else
4145                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4146
4147                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4148                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4149                                 l->min_time,
4150                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4151                                 l->max_time);
4152                 } else
4153                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4154                                 l->min_time);
4155
4156                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4157                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4158                                 l->min_pid, l->max_pid);
4159                 else
4160                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4161                                 l->min_pid);
4162
4163                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4164                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4165                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4166                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4167                                          " cpus=%*pbl",
4168                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4169
4170                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4171                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4172                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4173                                          " nodes=%*pbl",
4174                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4175
4176                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4177         }
4178
4179         free_loc_track(&t);
4180         kfree(map);
4181         if (!t.count)
4182                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4183         return len;
4184 }
4185 #endif
4186
4187 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4188 static void __init resiliency_test(void)
4189 {
4190         u8 *p;
4191
4192         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4193
4194         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4195         pr_err("-----------------------\n");
4196         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4197
4198         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4199         p[16] = 0x12;
4200         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4201                p + 16);
4202
4203         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4204
4205         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4206         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4207         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4208         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4209                p);
4210         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4211
4212         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4213         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4214         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4215         *p = 0x56;
4216         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4217                p);
4218         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4219         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4220
4221         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4222         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4223         kfree(p);
4224         *p = 0x78;
4225         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4226         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4227
4228         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4229         kfree(p);
4230         p[50] = 0x9a;
4231         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4232         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4233
4234         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4235         kfree(p);
4236         p[512] = 0xab;
4237         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4238         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4239 }
4240 #else
4241 #ifdef CONFIG_SYSFS
4242 static void resiliency_test(void) {};
4243 #endif
4244 #endif
4245
4246 #ifdef CONFIG_SYSFS
4247 enum slab_stat_type {
4248         SL_ALL,                 /* All slabs */
4249         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4250         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4251         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4252         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4253 };
4254
4255 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4256 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4257 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4258 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4259 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4260
4261 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4262                             char *buf, unsigned long flags)
4263 {
4264         unsigned long total = 0;
4265         int node;
4266         int x;
4267         unsigned long *nodes;
4268
4269         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4270         if (!nodes)
4271                 return -ENOMEM;
4272
4273         if (flags & SO_CPU) {
4274                 int cpu;
4275
4276                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4277                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4278                                                                cpu);
4279                         int node;
4280                         struct page *page;
4281
4282                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4283                         if (!page)
4284                                 continue;
4285
4286                         node = page_to_nid(page);
4287                         if (flags & SO_TOTAL)
4288                                 x = page->objects;
4289                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4290                                 x = page->inuse;
4291                         else
4292                                 x = 1;
4293
4294                         total += x;
4295                         nodes[node] += x;
4296
4297                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4298                         if (page) {
4299                                 node = page_to_nid(page);
4300                                 if (flags & SO_TOTAL)
4301                                         WARN_ON_ONCE(1);
4302                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4303                                         WARN_ON_ONCE(1);
4304                                 else
4305                                         x = page->pages;
4306                                 total += x;
4307                                 nodes[node] += x;
4308                         }
4309                 }
4310         }
4311
4312         get_online_mems();
4313 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4314         if (flags & SO_ALL) {
4315                 struct kmem_cache_node *n;
4316
4317                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4318
4319                         if (flags & SO_TOTAL)
4320                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4321                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4322                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4323                                         count_partial(n, count_free);
4324                         else
4325                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4326                         total += x;
4327                         nodes[node] += x;
4328                 }
4329
4330         } else
4331 #endif
4332         if (flags & SO_PARTIAL) {
4333                 struct kmem_cache_node *n;
4334
4335                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4336                         if (flags & SO_TOTAL)
4337                                 x = count_partial(n, count_total);
4338                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4339                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4340                         else
4341                                 x = n->nr_partial;
4342                         total += x;
4343                         nodes[node] += x;
4344                 }
4345         }
4346         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4347 #ifdef CONFIG_NUMA
4348         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4349                 if (nodes[node])
4350                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4351                                         node, nodes[node]);
4352 #endif
4353         put_online_mems();
4354         kfree(nodes);
4355         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4356 }
4357
4358 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4359 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4360 {
4361         int node;
4362         struct kmem_cache_node *n;
4363
4364         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4365                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4366                         return 1;
4367
4368         return 0;
4369 }
4370 #endif
4371
4372 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4373 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4374
4375 struct slab_attribute {
4376         struct attribute attr;
4377         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4378         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4379 };
4380
4381 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4382         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4383         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4384
4385 #define SLAB_ATTR(_name) \
4386         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4387         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4388
4389 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4390 {
4391         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4392 }
4393 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4394
4395 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4396 {
4397         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4398 }
4399 SLAB_ATTR_RO(align);
4400
4401 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4402 {
4403         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4404 }
4405 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4406
4407 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4408 {
4409         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4410 }
4411 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4412
4413 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4414                                 const char *buf, size_t length)
4415 {
4416         unsigned long order;
4417         int err;
4418
4419         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4420         if (err)
4421                 return err;
4422
4423         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4424                 return -EINVAL;
4425
4426         calculate_sizes(s, order);
4427         return length;
4428 }
4429
4430 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4431 {
4432         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4433 }
4434 SLAB_ATTR(order);
4435
4436 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4437 {
4438         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4439 }
4440
4441 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4442                                  size_t length)
4443 {
4444         unsigned long min;
4445         int err;
4446
4447         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4448         if (err)
4449                 return err;
4450
4451         set_min_partial(s, min);
4452         return length;
4453 }
4454 SLAB_ATTR(min_partial);
4455
4456 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4457 {
4458         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4459 }
4460
4461 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4462                                  size_t length)
4463 {
4464         unsigned long objects;
4465         int err;
4466
4467         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4468         if (err)
4469                 return err;
4470         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4471                 return -EINVAL;
4472
4473         s->cpu_partial = objects;
4474         flush_all(s);
4475         return length;
4476 }
4477 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4478
4479 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4480 {
4481         if (!s->ctor)
4482                 return 0;
4483         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4484 }
4485 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4486
4487 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4488 {
4489         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4490 }
4491 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4492
4493 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4494 {
4495         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4496 }
4497 SLAB_ATTR_RO(partial);
4498
4499 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4500 {
4501         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4502 }
4503 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4504
4505 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4506 {
4507         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4508 }
4509 SLAB_ATTR_RO(objects);
4510
4511 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4512 {
4513         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4514 }
4515 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4516
4517 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4518 {
4519         int objects = 0;
4520         int pages = 0;
4521         int cpu;
4522         int len;
4523
4524         for_each_online_cpu(cpu) {
4525                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4526
4527                 if (page) {
4528                         pages += page->pages;
4529                         objects += page->pobjects;
4530                 }
4531         }
4532
4533         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4534
4535 #ifdef CONFIG_SMP
4536         for_each_online_cpu(cpu) {
4537                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4538
4539                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4540                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4541                                 page->pobjects, page->pages);
4542         }
4543 #endif
4544         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4545 }
4546 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4547
4548 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4549 {
4550         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4551 }
4552
4553 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4554                                 const char *buf, size_t length)
4555 {
4556         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4557         if (buf[0] == '1')
4558                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4559         return length;
4560 }
4561 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4562
4563 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4564 {
4565         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4566 }
4567 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4568
4569 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4570 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4571 {
4572         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4573 }
4574 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4575 #endif
4576
4577 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4578 {
4579         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4580 }
4581 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4582
4583 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4584 {
4585         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4586 }
4587 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4588
4589 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4590 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4591 {
4592         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4593 }
4594 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4595
4596 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4597 {
4598         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4599 }
4600 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4601
4602 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4603 {
4604         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4605 }
4606
4607 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4608                                 const char *buf, size_t length)
4609 {
4610         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4611         if (buf[0] == '1') {
4612                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4613                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4614         }
4615         return length;
4616 }
4617 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4618
4619 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4620 {
4621         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4622 }
4623
4624 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4625                                                         size_t length)
4626 {
4627         /*
4628          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4629          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4630          * cache into an umergeable one.
4631          */
4632         if (s->refcount > 1)
4633                 return -EINVAL;
4634
4635         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4636         if (buf[0] == '1') {
4637                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4638                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4639         }
4640         return length;
4641 }
4642 SLAB_ATTR(trace);
4643
4644 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4645 {
4646         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4647 }
4648
4649 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4650                                 const char *buf, size_t length)
4651 {
4652         if (any_slab_objects(s))
4653                 return -EBUSY;
4654
4655         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4656         if (buf[0] == '1') {
4657                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4658                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4659         }
4660         calculate_sizes(s, -1);
4661         return length;
4662 }
4663 SLAB_ATTR(red_zone);
4664
4665 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4666 {
4667         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4668 }
4669
4670 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4671                                 const char *buf, size_t length)
4672 {
4673         if (any_slab_objects(s))
4674                 return -EBUSY;
4675
4676         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4677         if (buf[0] == '1') {
4678                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4679                 s->flags |= SLAB_POISON;
4680         }
4681         calculate_sizes(s, -1);
4682         return length;
4683 }
4684 SLAB_ATTR(poison);
4685
4686 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4687 {
4688         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4689 }
4690
4691 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4692                                 const char *buf, size_t length)
4693 {
4694         if (any_slab_objects(s))
4695                 return -EBUSY;
4696
4697         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4698         if (buf[0] == '1') {
4699                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4700                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4701         }
4702         calculate_sizes(s, -1);
4703         return length;
4704 }
4705 SLAB_ATTR(store_user);
4706
4707 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4708 {
4709         return 0;
4710 }
4711
4712 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4713                         const char *buf, size_t length)
4714 {
4715         int ret = -EINVAL;
4716
4717         if (buf[0] == '1') {
4718                 ret = validate_slab_cache(s);
4719                 if (ret >= 0)
4720                         ret = length;
4721         }
4722         return ret;
4723 }
4724 SLAB_ATTR(validate);
4725
4726 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4727 {
4728         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4729                 return -ENOSYS;
4730         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4731 }
4732 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4733
4734 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4735 {
4736         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4737                 return -ENOSYS;
4738         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4739 }
4740 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4741 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4742
4743 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4744 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4745 {
4746         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4747 }
4748
4749 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4750                                                         size_t length)
4751 {
4752         if (s->refcount > 1)
4753                 return -EINVAL;
4754
4755         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4756         if (buf[0] == '1')
4757                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4758         return length;
4759 }
4760 SLAB_ATTR(failslab);
4761 #endif
4762
4763 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return 0;
4766 }
4767
4768 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4769                         const char *buf, size_t length)
4770 {
4771         if (buf[0] == '1')
4772                 kmem_cache_shrink(s);
4773         else
4774                 return -EINVAL;
4775         return length;
4776 }
4777 SLAB_ATTR(shrink);
4778
4779 #ifdef CONFIG_NUMA
4780 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4781 {
4782         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4783 }
4784
4785 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4786                                 const char *buf, size_t length)
4787 {
4788         unsigned long ratio;
4789         int err;
4790
4791         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4792         if (err)
4793                 return err;
4794
4795         if (ratio <= 100)
4796                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4797
4798         return length;
4799 }
4800 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4801 #endif
4802
4803 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4804 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4805 {
4806         unsigned long sum  = 0;
4807         int cpu;
4808         int len;
4809         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4810
4811         if (!data)
4812                 return -ENOMEM;
4813
4814         for_each_online_cpu(cpu) {
4815                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4816
4817                 data[cpu] = x;
4818                 sum += x;
4819         }
4820
4821         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4822
4823 #ifdef CONFIG_SMP
4824         for_each_online_cpu(cpu) {
4825                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4826                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4827         }
4828 #endif
4829         kfree(data);
4830         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4831 }
4832
4833 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4834 {
4835         int cpu;
4836
4837         for_each_online_cpu(cpu)
4838                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4839 }
4840
4841 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4842 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4843 {                                                               \
4844         return show_stat(s, buf, si);                           \
4845 }                                                               \
4846 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4847                                 const char *buf, size_t length) \
4848 {                                                               \
4849         if (buf[0] != '0')                                      \
4850                 return -EINVAL;                                 \
4851         clear_stat(s, si);                                      \
4852         return length;                                          \
4853 }                                                               \
4854 SLAB_ATTR(text);                                                \
4855
4856 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4857 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4858 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4859 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4860 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4861 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4862 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4863 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4864 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4865 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4866 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4867 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4868 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4869 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4870 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4871 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4872 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4873 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4874 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4875 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4876 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4877 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4878 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4879 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4880 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4881 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4882 #endif
4883
4884 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4885         &slab_size_attr.attr,
4886         &object_size_attr.attr,
4887         &objs_per_slab_attr.attr,
4888         &order_attr.attr,
4889         &min_partial_attr.attr,
4890         &cpu_partial_attr.attr,
4891         &objects_attr.attr,
4892         &objects_partial_attr.attr,
4893         &partial_attr.attr,
4894         &cpu_slabs_attr.attr,
4895         &ctor_attr.attr,
4896         &aliases_attr.attr,
4897         &align_attr.attr,
4898         &hwcache_align_attr.attr,
4899         &reclaim_account_attr.attr,
4900         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4901         &shrink_attr.attr,
4902         &reserved_attr.attr,
4903         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4904 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4905         &total_objects_attr.attr,
4906         &slabs_attr.attr,
4907         &sanity_checks_attr.attr,
4908         &trace_attr.attr,
4909         &red_zone_attr.attr,
4910         &poison_attr.attr,
4911         &store_user_attr.attr,
4912         &validate_attr.attr,
4913         &alloc_calls_attr.attr,
4914         &free_calls_attr.attr,
4915 #endif
4916 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4917         &cache_dma_attr.attr,
4918 #endif
4919 #ifdef CONFIG_NUMA
4920         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4921 #endif
4922 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4923         &alloc_fastpath_attr.attr,
4924         &alloc_slowpath_attr.attr,
4925         &free_fastpath_attr.attr,
4926         &free_slowpath_attr.attr,
4927         &free_frozen_attr.attr,
4928         &free_add_partial_attr.attr,
4929         &free_remove_partial_attr.attr,
4930         &alloc_from_partial_attr.attr,
4931         &alloc_slab_attr.attr,
4932         &alloc_refill_attr.attr,
4933         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4934         &free_slab_attr.attr,
4935         &cpuslab_flush_attr.attr,
4936         &deactivate_full_attr.attr,
4937         &deactivate_empty_attr.attr,
4938         &deactivate_to_head_attr.attr,
4939         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4940         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4941         &deactivate_bypass_attr.attr,
4942         &order_fallback_attr.attr,
4943         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4944         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4945         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4946         &cpu_partial_free_attr.attr,
4947         &cpu_partial_node_attr.attr,
4948         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4949 #endif
4950 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4951         &failslab_attr.attr,
4952 #endif
4953
4954         NULL
4955 };
4956
4957 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4958         .attrs = slab_attrs,
4959 };
4960
4961 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4962                                 struct attribute *attr,
4963                                 char *buf)
4964 {
4965         struct slab_attribute *attribute;
4966         struct kmem_cache *s;
4967         int err;
4968
4969         attribute = to_slab_attr(attr);
4970         s = to_slab(kobj);
4971
4972         if (!attribute->show)
4973                 return -EIO;
4974
4975         err = attribute->show(s, buf);
4976
4977         return err;
4978 }
4979
4980 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4981                                 struct attribute *attr,
4982                                 const char *buf, size_t len)
4983 {
4984         struct slab_attribute *attribute;
4985         struct kmem_cache *s;
4986         int err;
4987
4988         attribute = to_slab_attr(attr);
4989         s = to_slab(kobj);
4990
4991         if (!attribute->store)
4992                 return -EIO;
4993
4994         err = attribute->store(s, buf, len);
4995 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4996         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
4997                 struct kmem_cache *c;
4998
4999                 mutex_lock(&slab_mutex);
5000                 if (s->max_attr_size < len)
5001                         s->max_attr_size = len;
5002
5003                 /*
5004                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5005                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5006                  * basically because not all attributes will have a well
5007                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5008                  * have permanent effects.
5009                  *
5010                  * Returning the error value of any of the children that fail
5011                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5012                  * error code won't be able to know anything about the state of
5013                  * the cache.
5014                  *
5015                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5016                  * has well defined semantics. The cache being written to
5017                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5018                  * through the descendants with best-effort propagation.
5019                  */
5020                 for_each_memcg_cache(c, s)
5021                         attribute->store(c, buf, len);
5022                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5023         }
5024 #endif
5025         return err;
5026 }
5027
5028 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5029 {
5030 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5031         int i;
5032         char *buffer = NULL;
5033         struct kmem_cache *root_cache;
5034
5035         if (is_root_cache(s))
5036                 return;
5037
5038         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5039
5040         /*
5041          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5042          * in copying default values around
5043          */
5044         if (!root_cache->max_attr_size)
5045                 return;
5046
5047         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5048                 char mbuf[64];
5049                 char *buf;
5050                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5051
5052                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5053                         continue;
5054
5055                 /*
5056                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5057                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5058                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5059                  *
5060                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5061                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5062                  * theoretically happen.
5063                  */
5064                 if (buffer)
5065                         buf = buffer;
5066                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5067                         buf = mbuf;
5068                 else {
5069                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5070                         if (WARN_ON(!buffer))
5071                                 continue;
5072                         buf = buffer;
5073                 }
5074
5075                 attr->show(root_cache, buf);
5076                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5077         }
5078
5079         if (buffer)
5080                 free_page((unsigned long)buffer);
5081 #endif
5082 }
5083
5084 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5085 {
5086         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5087 }
5088
5089 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5090         .show = slab_attr_show,
5091         .store = slab_attr_store,
5092 };
5093
5094 static struct kobj_type slab_ktype = {
5095         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5096         .release = kmem_cache_release,
5097 };
5098
5099 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5100 {
5101         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5102
5103         if (ktype == &slab_ktype)
5104                 return 1;
5105         return 0;
5106 }
5107
5108 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5109         .filter = uevent_filter,
5110 };
5111
5112 static struct kset *slab_kset;
5113
5114 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5115 {
5116 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5117         if (!is_root_cache(s))
5118                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5119 #endif
5120         return slab_kset;
5121 }
5122
5123 #define ID_STR_LENGTH 64
5124
5125 /* Create a unique string id for a slab cache:
5126  *
5127  * Format       :[flags-]size
5128  */
5129 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5130 {
5131         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5132         char *p = name;
5133
5134         BUG_ON(!name);
5135
5136         *p++ = ':';
5137         /*
5138          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5139          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5140          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5141          * are matched during merging to guarantee that the id is
5142          * unique.
5143          */
5144         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5145                 *p++ = 'd';
5146         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5147                 *p++ = 'a';
5148         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5149                 *p++ = 'F';
5150         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5151                 *p++ = 't';
5152         if (p != name + 1)
5153                 *p++ = '-';
5154         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5155
5156         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5157         return name;
5158 }
5159
5160 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5161 {
5162         int err;
5163         const char *name;
5164         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5165
5166         if (unmergeable) {
5167                 /*
5168                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5169                  * This is typically the case for debug situations. In that
5170                  * case we can catch duplicate names easily.
5171                  */
5172                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5173                 name = s->name;
5174         } else {
5175                 /*
5176                  * Create a unique name for the slab as a target
5177                  * for the symlinks.
5178                  */
5179                 name = create_unique_id(s);
5180         }
5181
5182         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5183         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5184         if (err)
5185                 goto out_put_kobj;
5186
5187         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5188         if (err)
5189                 goto out_del_kobj;
5190
5191 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5192         if (is_root_cache(s)) {
5193                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5194                 if (!s->memcg_kset) {
5195                         err = -ENOMEM;
5196                         goto out_del_kobj;
5197                 }
5198         }
5199 #endif
5200
5201         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5202         if (!unmergeable) {
5203                 /* Setup first alias */
5204                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5205         }
5206 out:
5207         if (!unmergeable)
5208                 kfree(name);
5209         return err;
5210 out_del_kobj:
5211         kobject_del(&s->kobj);
5212 out_put_kobj:
5213         kobject_put(&s->kobj);
5214         goto out;
5215 }
5216
5217 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5218 {
5219         if (slab_state < FULL)
5220                 /*
5221                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5222                  * cache from sysfs.
5223                  */
5224                 return;
5225
5226 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5227         kset_unregister(s->memcg_kset);
5228 #endif
5229         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5230         kobject_del(&s->kobj);
5231         kobject_put(&s->kobj);
5232 }
5233
5234 /*
5235  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5236  * available lest we lose that information.
5237  */
5238 struct saved_alias {
5239         struct kmem_cache *s;
5240         const char *name;
5241         struct saved_alias *next;
5242 };
5243
5244 static struct saved_alias *alias_list;
5245
5246 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5247 {
5248         struct saved_alias *al;
5249
5250         if (slab_state == FULL) {
5251                 /*
5252                  * If we have a leftover link then remove it.
5253                  */
5254                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5255                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5256         }
5257
5258         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5259         if (!al)
5260                 return -ENOMEM;
5261
5262         al->s = s;
5263         al->name = name;
5264         al->next = alias_list;
5265         alias_list = al;
5266         return 0;
5267 }
5268
5269 static int __init slab_sysfs_init(void)
5270 {
5271         struct kmem_cache *s;
5272         int err;
5273
5274         mutex_lock(&slab_mutex);
5275
5276         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5277         if (!slab_kset) {
5278                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5279                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5280                 return -ENOSYS;
5281         }
5282
5283         slab_state = FULL;
5284
5285         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5286                 err = sysfs_slab_add(s);
5287                 if (err)
5288                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5289                                s->name);
5290         }
5291
5292         while (alias_list) {
5293                 struct saved_alias *al = alias_list;
5294
5295                 alias_list = alias_list->next;
5296                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5297                 if (err)
5298                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5299                                al->name);
5300                 kfree(al);
5301         }
5302
5303         mutex_unlock(&slab_mutex);
5304         resiliency_test();
5305         return 0;
5306 }
5307
5308 __initcall(slab_sysfs_init);
5309 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5310
5311 /*
5312  * The /proc/slabinfo ABI
5313  */
5314 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5315 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5316 {
5317         unsigned long nr_slabs = 0;
5318         unsigned long nr_objs = 0;
5319         unsigned long nr_free = 0;
5320         int node;
5321         struct kmem_cache_node *n;
5322
5323         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5324                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5325                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5326                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5327         }
5328
5329         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5330         sinfo->num_objs = nr_objs;
5331         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5332         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5333         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5334         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5335 }
5336
5337 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5338 {
5339 }
5340
5341 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5342                        size_t count, loff_t *ppos)
5343 {
5344         return -EIO;
5345 }
5346 #endif /* CONFIG_SLABINFO */