]> rtime.felk.cvut.cz Git - zynq/linux.git/blob - mm/slub.c
Merge branch '4.0.8-rt6'
[zynq/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         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1073         slab_lock(page);
1074
1075         if (!check_slab(s, page))
1076                 goto fail;
1077
1078         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1079                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1080                 goto fail;
1081         }
1082
1083         if (on_freelist(s, page, object)) {
1084                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1085                 goto fail;
1086         }
1087
1088         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1089                 goto out;
1090
1091         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1092                 if (!PageSlab(page)) {
1093                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1094                                 "outside of slab", object);
1095                 } else if (!page->slab_cache) {
1096                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1097                                object);
1098                         dump_stack();
1099                 } else
1100                         object_err(s, page, object,
1101                                         "page slab pointer corrupt.");
1102                 goto fail;
1103         }
1104
1105         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1106                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1107         trace(s, page, object, 0);
1108         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1109 out:
1110         slab_unlock(page);
1111         /*
1112          * Keep node_lock to preserve integrity
1113          * until the object is actually freed
1114          */
1115         return n;
1116
1117 fail:
1118         slab_unlock(page);
1119         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1120         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1121         return NULL;
1122 }
1123
1124 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1125 {
1126         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1127         if (*str++ != '=' || !*str)
1128                 /*
1129                  * No options specified. Switch on full debugging.
1130                  */
1131                 goto out;
1132
1133         if (*str == ',')
1134                 /*
1135                  * No options but restriction on slabs. This means full
1136                  * debugging for slabs matching a pattern.
1137                  */
1138                 goto check_slabs;
1139
1140         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 struct slub_free_list {
1248         raw_spinlock_t          lock;
1249         struct list_head        list;
1250 };
1251 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_free_list, slub_free_list);
1252
1253 /*
1254  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1255  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1256  */
1257 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1258 {
1259         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1260         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1261 }
1262
1263 static inline void kfree_hook(const void *x)
1264 {
1265         kmemleak_free(x);
1266         kasan_kfree_large(x);
1267 }
1268
1269 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1270                                                      gfp_t flags)
1271 {
1272         flags &= gfp_allowed_mask;
1273         lockdep_trace_alloc(flags);
1274         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1275
1276         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1277                 return NULL;
1278
1279         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1280 }
1281
1282 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1283                                         gfp_t flags, void *object)
1284 {
1285         flags &= gfp_allowed_mask;
1286         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1287         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
1288         memcg_kmem_put_cache(s);
1289         kasan_slab_alloc(s, object);
1290 }
1291
1292 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1293 {
1294         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1295
1296         /*
1297          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1298          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1299          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1300          */
1301 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1302         {
1303                 unsigned long flags;
1304
1305                 local_irq_save(flags);
1306                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1307                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1308                 local_irq_restore(flags);
1309         }
1310 #endif
1311         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1312                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1313
1314         kasan_slab_free(s, x);
1315 }
1316
1317 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1318                                 void *object)
1319 {
1320         setup_object_debug(s, page, object);
1321         if (unlikely(s->ctor)) {
1322                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1323                 s->ctor(object);
1324                 kasan_poison_object_data(s, object);
1325         }
1326 }
1327
1328 /*
1329  * Slab allocation and freeing
1330  */
1331 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1332                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1333 {
1334         struct page *page;
1335         int order = oo_order(oo);
1336
1337         flags |= __GFP_NOTRACK;
1338
1339         if (memcg_charge_slab(s, flags, order))
1340                 return NULL;
1341
1342         if (node == NUMA_NO_NODE)
1343                 page = alloc_pages(flags, order);
1344         else
1345                 page = alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1346
1347         if (!page)
1348                 memcg_uncharge_slab(s, order);
1349
1350         return page;
1351 }
1352
1353 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1354 {
1355         struct page *page;
1356         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1357         gfp_t alloc_gfp;
1358         void *start, *p;
1359         int idx, order;
1360         bool enableirqs;
1361
1362         flags &= gfp_allowed_mask;
1363
1364         enableirqs = (flags & __GFP_WAIT) != 0;
1365 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT_FULL
1366         enableirqs |= system_state == SYSTEM_RUNNING;
1367 #endif
1368         if (enableirqs)
1369                 local_irq_enable();
1370
1371         flags |= s->allocflags;
1372
1373         /*
1374          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1375          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1376          */
1377         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1378
1379         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1380         if (unlikely(!page)) {
1381                 oo = s->min;
1382                 alloc_gfp = flags;
1383                 /*
1384                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1385                  * Try a lower order alloc if possible
1386                  */
1387                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1388                 if (!unlikely(page))
1389                         goto out;
1390                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1391         }
1392
1393         if (kmemcheck_enabled &&
1394                 !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1395                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1396
1397                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1398
1399                 /*
1400                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1401                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1402                  */
1403                 if (s->ctor)
1404                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1405                 else
1406                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1407         }
1408
1409         page->objects = oo_objects(oo);
1410
1411         order = compound_order(page);
1412         page->slab_cache = s;
1413         __SetPageSlab(page);
1414         if (page->pfmemalloc)
1415                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1416
1417         start = page_address(page);
1418
1419         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1420                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1421
1422         kasan_poison_slab(page);
1423
1424         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1425                 setup_object(s, page, p);
1426                 if (likely(idx < page->objects))
1427                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1428                 else
1429                         set_freepointer(s, p, NULL);
1430         }
1431
1432         page->freelist = start;
1433         page->inuse = page->objects;
1434         page->frozen = 1;
1435
1436 out:
1437         if (enableirqs)
1438                 local_irq_disable();
1439         if (!page)
1440                 return NULL;
1441
1442         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1443                             (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1444                             NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1445                             1 << oo_order(oo));
1446
1447         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1448
1449         return page;
1450 }
1451
1452 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1453 {
1454         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1455                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1456                 BUG();
1457         }
1458
1459         return allocate_slab(s,
1460                      flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1461 }
1462
1463 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1464 {
1465         int order = compound_order(page);
1466         int pages = 1 << order;
1467
1468         if (kmem_cache_debug(s)) {
1469                 void *p;
1470
1471                 slab_pad_check(s, page);
1472                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1473                                                 page->objects)
1474                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1475         }
1476
1477         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1478
1479         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1480                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1481                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1482                 -pages);
1483
1484         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1485         __ClearPageSlab(page);
1486
1487         page_mapcount_reset(page);
1488         if (current->reclaim_state)
1489                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1490         __free_pages(page, order);
1491         memcg_uncharge_slab(s, order);
1492 }
1493
1494 static void free_delayed(struct list_head *h)
1495 {
1496         while(!list_empty(h)) {
1497                 struct page *page = list_first_entry(h, struct page, lru);
1498
1499                 list_del(&page->lru);
1500                 __free_slab(page->slab_cache, page);
1501         }
1502 }
1503
1504 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1505         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1506
1507 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1508 {
1509         struct page *page;
1510
1511         if (need_reserve_slab_rcu)
1512                 page = virt_to_head_page(h);
1513         else
1514                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1515
1516         __free_slab(page->slab_cache, page);
1517 }
1518
1519 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1520 {
1521         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1522                 struct rcu_head *head;
1523
1524                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1525                         int order = compound_order(page);
1526                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1527
1528                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1529                         head = page_address(page) + offset;
1530                 } else {
1531                         /*
1532                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1533                          */
1534                         head = (void *)&page->lru;
1535                 }
1536
1537                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1538         } else if (irqs_disabled()) {
1539                 struct slub_free_list *f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
1540
1541                 raw_spin_lock(&f->lock);
1542                 list_add(&page->lru, &f->list);
1543                 raw_spin_unlock(&f->lock);
1544         } else
1545                 __free_slab(s, page);
1546 }
1547
1548 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1549 {
1550         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1551         free_slab(s, page);
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Management of partially allocated slabs.
1556  */
1557 static inline void
1558 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1559 {
1560         n->nr_partial++;
1561         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1562                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1563         else
1564                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1565 }
1566
1567 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1568                                 struct page *page, int tail)
1569 {
1570         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1571         __add_partial(n, page, tail);
1572 }
1573
1574 static inline void
1575 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1576 {
1577         list_del(&page->lru);
1578         n->nr_partial--;
1579 }
1580
1581 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1582                                         struct page *page)
1583 {
1584         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1585         __remove_partial(n, page);
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1590  * return the pointer to the freelist.
1591  *
1592  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1593  */
1594 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1595                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1596                 int mode, int *objects)
1597 {
1598         void *freelist;
1599         unsigned long counters;
1600         struct page new;
1601
1602         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1603
1604         /*
1605          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1606          * The old freelist is the list of objects for the
1607          * per cpu allocation list.
1608          */
1609         freelist = page->freelist;
1610         counters = page->counters;
1611         new.counters = counters;
1612         *objects = new.objects - new.inuse;
1613         if (mode) {
1614                 new.inuse = page->objects;
1615                 new.freelist = NULL;
1616         } else {
1617                 new.freelist = freelist;
1618         }
1619
1620         VM_BUG_ON(new.frozen);
1621         new.frozen = 1;
1622
1623         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1624                         freelist, counters,
1625                         new.freelist, new.counters,
1626                         "acquire_slab"))
1627                 return NULL;
1628
1629         remove_partial(n, page);
1630         WARN_ON(!freelist);
1631         return freelist;
1632 }
1633
1634 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1635 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1636
1637 /*
1638  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1639  */
1640 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1641                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1642 {
1643         struct page *page, *page2;
1644         void *object = NULL;
1645         int available = 0;
1646         int objects;
1647
1648         /*
1649          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1650          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1651          * partial slab and there is none available then get_partials()
1652          * will return NULL.
1653          */
1654         if (!n || !n->nr_partial)
1655                 return NULL;
1656
1657         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1658         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1659                 void *t;
1660
1661                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1662                         continue;
1663
1664                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1665                 if (!t)
1666                         break;
1667
1668                 available += objects;
1669                 if (!object) {
1670                         c->page = page;
1671                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1672                         object = t;
1673                 } else {
1674                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1675                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1676                 }
1677                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1678                         || available > s->cpu_partial / 2)
1679                         break;
1680
1681         }
1682         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
1683         return object;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1688  */
1689 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1690                 struct kmem_cache_cpu *c)
1691 {
1692 #ifdef CONFIG_NUMA
1693         struct zonelist *zonelist;
1694         struct zoneref *z;
1695         struct zone *zone;
1696         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1697         void *object;
1698         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1699
1700         /*
1701          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1702          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1703          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1704          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1705          *
1706          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1707          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1708          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1709          * from other nodes and filled up.
1710          *
1711          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1712          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1713          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1714          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1715          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1716          * with available objects.
1717          */
1718         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1719                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1720                 return NULL;
1721
1722         do {
1723                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1724                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1725                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1726                         struct kmem_cache_node *n;
1727
1728                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1729
1730                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1731                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1732                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1733                                 if (object) {
1734                                         /*
1735                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1736                                          * here - if mems_allowed was updated in
1737                                          * parallel, that was a harmless race
1738                                          * between allocation and the cpuset
1739                                          * update
1740                                          */
1741                                         return object;
1742                                 }
1743                         }
1744                 }
1745         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1746 #endif
1747         return NULL;
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Get a partial page, lock it and return it.
1752  */
1753 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1754                 struct kmem_cache_cpu *c)
1755 {
1756         void *object;
1757         int searchnode = node;
1758
1759         if (node == NUMA_NO_NODE)
1760                 searchnode = numa_mem_id();
1761         else if (!node_present_pages(node))
1762                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1763
1764         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1765         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1766                 return object;
1767
1768         return get_any_partial(s, flags, c);
1769 }
1770
1771 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1772 /*
1773  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1774  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1775  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1776  */
1777 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1778 #else
1779 /*
1780  * No preemption supported therefore also no need to check for
1781  * different cpus.
1782  */
1783 #define TID_STEP 1
1784 #endif
1785
1786 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1787 {
1788         return tid + TID_STEP;
1789 }
1790
1791 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1792 {
1793         return tid % TID_STEP;
1794 }
1795
1796 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1797 {
1798         return tid / TID_STEP;
1799 }
1800
1801 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1802 {
1803         return cpu;
1804 }
1805
1806 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1807                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1808 {
1809 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1810         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1811
1812         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1813
1814 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1815         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1816                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1817                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1818         else
1819 #endif
1820         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1821                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1822                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1823         else
1824                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1825                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1826 #endif
1827         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1828 }
1829
1830 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1831 {
1832         int cpu;
1833
1834         for_each_possible_cpu(cpu)
1835                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1836 }
1837
1838 /*
1839  * Remove the cpu slab
1840  */
1841 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1842                                 void *freelist)
1843 {
1844         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1845         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1846         int lock = 0;
1847         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1848         void *nextfree;
1849         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1850         struct page new;
1851         struct page old;
1852
1853         if (page->freelist) {
1854                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1855                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1856         }
1857
1858         /*
1859          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1860          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1861          * last one.
1862          *
1863          * There is no need to take the list->lock because the page
1864          * is still frozen.
1865          */
1866         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1867                 void *prior;
1868                 unsigned long counters;
1869
1870                 do {
1871                         prior = page->freelist;
1872                         counters = page->counters;
1873                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1874                         new.counters = counters;
1875                         new.inuse--;
1876                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1877
1878                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1879                         prior, counters,
1880                         freelist, new.counters,
1881                         "drain percpu freelist"));
1882
1883                 freelist = nextfree;
1884         }
1885
1886         /*
1887          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1888          * list presence reflects the actual number of objects
1889          * during unfreeze.
1890          *
1891          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1892          * with the count. If there is a mismatch then the page
1893          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1894          *
1895          * Then we restart the process which may have to remove
1896          * the page from the list that we just put it on again
1897          * because the number of objects in the slab may have
1898          * changed.
1899          */
1900 redo:
1901
1902         old.freelist = page->freelist;
1903         old.counters = page->counters;
1904         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1905
1906         /* Determine target state of the slab */
1907         new.counters = old.counters;
1908         if (freelist) {
1909                 new.inuse--;
1910                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1911                 new.freelist = freelist;
1912         } else
1913                 new.freelist = old.freelist;
1914
1915         new.frozen = 0;
1916
1917         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1918                 m = M_FREE;
1919         else if (new.freelist) {
1920                 m = M_PARTIAL;
1921                 if (!lock) {
1922                         lock = 1;
1923                         /*
1924                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1925                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1926                          * is frozen
1927                          */
1928                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1929                 }
1930         } else {
1931                 m = M_FULL;
1932                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1933                         lock = 1;
1934                         /*
1935                          * This also ensures that the scanning of full
1936                          * slabs from diagnostic functions will not see
1937                          * any frozen slabs.
1938                          */
1939                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1940                 }
1941         }
1942
1943         if (l != m) {
1944
1945                 if (l == M_PARTIAL)
1946
1947                         remove_partial(n, page);
1948
1949                 else if (l == M_FULL)
1950
1951                         remove_full(s, n, page);
1952
1953                 if (m == M_PARTIAL) {
1954
1955                         add_partial(n, page, tail);
1956                         stat(s, tail);
1957
1958                 } else if (m == M_FULL) {
1959
1960                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1961                         add_full(s, n, page);
1962
1963                 }
1964         }
1965
1966         l = m;
1967         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1968                                 old.freelist, old.counters,
1969                                 new.freelist, new.counters,
1970                                 "unfreezing slab"))
1971                 goto redo;
1972
1973         if (lock)
1974                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
1975
1976         if (m == M_FREE) {
1977                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1978                 discard_slab(s, page);
1979                 stat(s, FREE_SLAB);
1980         }
1981 }
1982
1983 /*
1984  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1985  *
1986  * This function must be called with interrupts disabled
1987  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1988  * to guarantee no concurrent accesses).
1989  */
1990 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1991                 struct kmem_cache_cpu *c)
1992 {
1993 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1994         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1995         struct page *page, *discard_page = NULL;
1996
1997         while ((page = c->partial)) {
1998                 struct page new;
1999                 struct page old;
2000
2001                 c->partial = page->next;
2002
2003                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2004                 if (n != n2) {
2005                         if (n)
2006                                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2007
2008                         n = n2;
2009                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2010                 }
2011
2012                 do {
2013
2014                         old.freelist = page->freelist;
2015                         old.counters = page->counters;
2016                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2017
2018                         new.counters = old.counters;
2019                         new.freelist = old.freelist;
2020
2021                         new.frozen = 0;
2022
2023                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2024                                 old.freelist, old.counters,
2025                                 new.freelist, new.counters,
2026                                 "unfreezing slab"));
2027
2028                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2029                         page->next = discard_page;
2030                         discard_page = page;
2031                 } else {
2032                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2033                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2034                 }
2035         }
2036
2037         if (n)
2038                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2039
2040         while (discard_page) {
2041                 page = discard_page;
2042                 discard_page = discard_page->next;
2043
2044                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2045                 discard_slab(s, page);
2046                 stat(s, FREE_SLAB);
2047         }
2048 #endif
2049 }
2050
2051 /*
2052  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2053  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2054  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2055  * onto a random cpus partial slot.
2056  *
2057  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2058  * per node partial list.
2059  */
2060 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2061 {
2062 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2063         struct page *oldpage;
2064         int pages;
2065         int pobjects;
2066
2067         preempt_disable();
2068         do {
2069                 pages = 0;
2070                 pobjects = 0;
2071                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2072
2073                 if (oldpage) {
2074                         pobjects = oldpage->pobjects;
2075                         pages = oldpage->pages;
2076                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2077                                 struct slub_free_list *f;
2078                                 unsigned long flags;
2079                                 LIST_HEAD(tofree);
2080                                 /*
2081                                  * partial array is full. Move the existing
2082                                  * set to the per node partial list.
2083                                  */
2084                                 local_irq_save(flags);
2085                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2086                                 f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
2087                                 raw_spin_lock(&f->lock);
2088                                 list_splice_init(&f->list, &tofree);
2089                                 raw_spin_unlock(&f->lock);
2090                                 local_irq_restore(flags);
2091                                 free_delayed(&tofree);
2092                                 oldpage = NULL;
2093                                 pobjects = 0;
2094                                 pages = 0;
2095                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2096                         }
2097                 }
2098
2099                 pages++;
2100                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2101
2102                 page->pages = pages;
2103                 page->pobjects = pobjects;
2104                 page->next = oldpage;
2105
2106         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2107                                                                 != oldpage);
2108         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2109                 unsigned long flags;
2110
2111                 local_irq_save(flags);
2112                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2113                 local_irq_restore(flags);
2114         }
2115         preempt_enable();
2116 #endif
2117 }
2118
2119 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2120 {
2121         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2122         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2123
2124         c->tid = next_tid(c->tid);
2125         c->page = NULL;
2126         c->freelist = NULL;
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Flush cpu slab.
2131  *
2132  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2133  */
2134 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2135 {
2136         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2137
2138         if (likely(c)) {
2139                 if (c->page)
2140                         flush_slab(s, c);
2141
2142                 unfreeze_partials(s, c);
2143         }
2144 }
2145
2146 static void flush_cpu_slab(void *d)
2147 {
2148         struct kmem_cache *s = d;
2149
2150         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2151 }
2152
2153 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2154 {
2155         struct kmem_cache *s = info;
2156         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2157
2158         return c->page || c->partial;
2159 }
2160
2161 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2162 {
2163         LIST_HEAD(tofree);
2164         int cpu;
2165
2166         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2167         for_each_online_cpu(cpu) {
2168                 struct slub_free_list *f;
2169
2170                 if (!has_cpu_slab(cpu, s))
2171                         continue;
2172
2173                 f = &per_cpu(slub_free_list, cpu);
2174                 raw_spin_lock_irq(&f->lock);
2175                 list_splice_init(&f->list, &tofree);
2176                 raw_spin_unlock_irq(&f->lock);
2177                 free_delayed(&tofree);
2178         }
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2183  * locality expectations.
2184  */
2185 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2186 {
2187 #ifdef CONFIG_NUMA
2188         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2189                 return 0;
2190 #endif
2191         return 1;
2192 }
2193
2194 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2195 static int count_free(struct page *page)
2196 {
2197         return page->objects - page->inuse;
2198 }
2199
2200 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2201 {
2202         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2203 }
2204 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2205
2206 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2207 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2208                                         int (*get_count)(struct page *))
2209 {
2210         unsigned long flags;
2211         unsigned long x = 0;
2212         struct page *page;
2213
2214         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2215         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2216                 x += get_count(page);
2217         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2218         return x;
2219 }
2220 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2221
2222 static noinline void
2223 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2224 {
2225 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2226         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2227                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2228         int node;
2229         struct kmem_cache_node *n;
2230
2231         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2232                 return;
2233
2234         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2235                 nid, gfpflags);
2236         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2237                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2238                 oo_order(s->min));
2239
2240         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2241                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2242                         s->name);
2243
2244         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2245                 unsigned long nr_slabs;
2246                 unsigned long nr_objs;
2247                 unsigned long nr_free;
2248
2249                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2250                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2251                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2252
2253                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2254                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2255         }
2256 #endif
2257 }
2258
2259 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2260                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2261 {
2262         void *freelist;
2263         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2264         struct page *page;
2265
2266         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2267
2268         if (freelist)
2269                 return freelist;
2270
2271         page = new_slab(s, flags, node);
2272         if (page) {
2273                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2274                 if (c->page)
2275                         flush_slab(s, c);
2276
2277                 /*
2278                  * No other reference to the page yet so we can
2279                  * muck around with it freely without cmpxchg
2280                  */
2281                 freelist = page->freelist;
2282                 page->freelist = NULL;
2283
2284                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2285                 c->page = page;
2286                 *pc = c;
2287         } else
2288                 freelist = NULL;
2289
2290         return freelist;
2291 }
2292
2293 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2294 {
2295         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2296                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2297
2298         return true;
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2303  * per cpu freelist or deactivate the page.
2304  *
2305  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2306  *
2307  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2308  *
2309  * This function must be called with interrupt disabled.
2310  */
2311 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2312 {
2313         struct page new;
2314         unsigned long counters;
2315         void *freelist;
2316
2317         do {
2318                 freelist = page->freelist;
2319                 counters = page->counters;
2320
2321                 new.counters = counters;
2322                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2323
2324                 new.inuse = page->objects;
2325                 new.frozen = freelist != NULL;
2326
2327         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2328                 freelist, counters,
2329                 NULL, new.counters,
2330                 "get_freelist"));
2331
2332         return freelist;
2333 }
2334
2335 /*
2336  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2337  * debugging duties.
2338  *
2339  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2340  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2341  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2342  *
2343  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2344  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2345  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2346  *
2347  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2348  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2349  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2350  */
2351 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2352                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2353 {
2354         struct slub_free_list *f;
2355         void *freelist;
2356         struct page *page;
2357         unsigned long flags;
2358         LIST_HEAD(tofree);
2359
2360         local_irq_save(flags);
2361 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2362         /*
2363          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2364          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2365          * pointer.
2366          */
2367         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2368 #endif
2369
2370         page = c->page;
2371         if (!page)
2372                 goto new_slab;
2373 redo:
2374
2375         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2376                 int searchnode = node;
2377
2378                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2379                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2380
2381                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2382                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2383                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2384                         c->page = NULL;
2385                         c->freelist = NULL;
2386                         goto new_slab;
2387                 }
2388         }
2389
2390         /*
2391          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2392          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2393          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2394          */
2395         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2396                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2397                 c->page = NULL;
2398                 c->freelist = NULL;
2399                 goto new_slab;
2400         }
2401
2402         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2403         freelist = c->freelist;
2404         if (freelist)
2405                 goto load_freelist;
2406
2407         freelist = get_freelist(s, page);
2408
2409         if (!freelist) {
2410                 c->page = NULL;
2411                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2412                 goto new_slab;
2413         }
2414
2415         stat(s, ALLOC_REFILL);
2416
2417 load_freelist:
2418         /*
2419          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2420          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2421          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2422          */
2423         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2424         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2425         c->tid = next_tid(c->tid);
2426 out:
2427         f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
2428         raw_spin_lock(&f->lock);
2429         list_splice_init(&f->list, &tofree);
2430         raw_spin_unlock(&f->lock);
2431         local_irq_restore(flags);
2432         free_delayed(&tofree);
2433         return freelist;
2434
2435 new_slab:
2436
2437         if (c->partial) {
2438                 page = c->page = c->partial;
2439                 c->partial = page->next;
2440                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2441                 c->freelist = NULL;
2442                 goto redo;
2443         }
2444
2445         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2446
2447         if (unlikely(!freelist)) {
2448                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2449                 goto out;
2450         }
2451
2452         page = c->page;
2453         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2454                 goto load_freelist;
2455
2456         /* Only entered in the debug case */
2457         if (kmem_cache_debug(s) &&
2458                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2459                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2460
2461         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2462         c->page = NULL;
2463         c->freelist = NULL;
2464         goto out;
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2469  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2470  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2471  *
2472  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2473  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2474  *
2475  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2476  */
2477 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2478                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2479 {
2480         void **object;
2481         struct kmem_cache_cpu *c;
2482         struct page *page;
2483         unsigned long tid;
2484
2485         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2486         if (!s)
2487                 return NULL;
2488 redo:
2489         /*
2490          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2491          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2492          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2493          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2494          *
2495          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2496          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2497          * to check if it is matched or not.
2498          */
2499         do {
2500                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2501                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2502         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2503                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2504
2505         /*
2506          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2507          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2508          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2509          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2510          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2511          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2512          */
2513         barrier();
2514
2515         /*
2516          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2517          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2518          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2519          * linked list in between.
2520          */
2521
2522         object = c->freelist;
2523         page = c->page;
2524         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2525                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2526                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2527         } else {
2528                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2529
2530                 /*
2531                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2532                  * operation and if we are on the right processor.
2533                  *
2534                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2535                  * semantics!)
2536                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2537                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2538                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2539                  *
2540                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2541                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2542                  * other cpus.
2543                  */
2544                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2545                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2546                                 object, tid,
2547                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2548
2549                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2550                         goto redo;
2551                 }
2552                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2553                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2554         }
2555
2556         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2557                 memset(object, 0, s->object_size);
2558
2559         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2560
2561         return object;
2562 }
2563
2564 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2565                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2566 {
2567         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2568 }
2569
2570 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2571 {
2572         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2573
2574         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2575                                 s->size, gfpflags);
2576
2577         return ret;
2578 }
2579 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2580
2581 #ifdef CONFIG_TRACING
2582 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2583 {
2584         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2585         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2586         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2587         return ret;
2588 }
2589 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2590 #endif
2591
2592 #ifdef CONFIG_NUMA
2593 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2594 {
2595         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2596
2597         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2598                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2599
2600         return ret;
2601 }
2602 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2603
2604 #ifdef CONFIG_TRACING
2605 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2606                                     gfp_t gfpflags,
2607                                     int node, size_t size)
2608 {
2609         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2610
2611         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2612                            size, s->size, gfpflags, node);
2613
2614         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2615         return ret;
2616 }
2617 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2618 #endif
2619 #endif
2620
2621 /*
2622  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2623  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2624  *
2625  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2626  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2627  * handling required then we can return immediately.
2628  */
2629 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2630                         void *x, unsigned long addr)
2631 {
2632         void *prior;
2633         void **object = (void *)x;
2634         int was_frozen;
2635         struct page new;
2636         unsigned long counters;
2637         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2638         unsigned long uninitialized_var(flags);
2639
2640         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2641
2642         if (kmem_cache_debug(s) &&
2643                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2644                 return;
2645
2646         do {
2647                 if (unlikely(n)) {
2648                         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2649                         n = NULL;
2650                 }
2651                 prior = page->freelist;
2652                 counters = page->counters;
2653                 set_freepointer(s, object, prior);
2654                 new.counters = counters;
2655                 was_frozen = new.frozen;
2656                 new.inuse--;
2657                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2658
2659                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2660
2661                                 /*
2662                                  * Slab was on no list before and will be
2663                                  * partially empty
2664                                  * We can defer the list move and instead
2665                                  * freeze it.
2666                                  */
2667                                 new.frozen = 1;
2668
2669                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2670
2671                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2672                                 /*
2673                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2674                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2675                                  * drop the list_lock without any processing.
2676                                  *
2677                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2678                                  * other processors updating the list of slabs.
2679                                  */
2680                                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2681
2682                         }
2683                 }
2684
2685         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2686                 prior, counters,
2687                 object, new.counters,
2688                 "__slab_free"));
2689
2690         if (likely(!n)) {
2691
2692                 /*
2693                  * If we just froze the page then put it onto the
2694                  * per cpu partial list.
2695                  */
2696                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2697                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2698                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2699                 }
2700                 /*
2701                  * The list lock was not taken therefore no list
2702                  * activity can be necessary.
2703                  */
2704                 if (was_frozen)
2705                         stat(s, FREE_FROZEN);
2706                 return;
2707         }
2708
2709         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2710                 goto slab_empty;
2711
2712         /*
2713          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2714          * then add it.
2715          */
2716         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2717                 if (kmem_cache_debug(s))
2718                         remove_full(s, n, page);
2719                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2720                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2721         }
2722         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2723         return;
2724
2725 slab_empty:
2726         if (prior) {
2727                 /*
2728                  * Slab on the partial list.
2729                  */
2730                 remove_partial(n, page);
2731                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2732         } else {
2733                 /* Slab must be on the full list */
2734                 remove_full(s, n, page);
2735         }
2736
2737         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2738         stat(s, FREE_SLAB);
2739         discard_slab(s, page);
2740 }
2741
2742 /*
2743  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2744  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2745  *
2746  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2747  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2748  * the item before.
2749  *
2750  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2751  * with all sorts of special processing.
2752  */
2753 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2754                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2755 {
2756         void **object = (void *)x;
2757         struct kmem_cache_cpu *c;
2758         unsigned long tid;
2759
2760         slab_free_hook(s, x);
2761
2762 redo:
2763         /*
2764          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2765          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2766          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2767          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2768          */
2769         do {
2770                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2771                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2772         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2773                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2774
2775         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2776         barrier();
2777
2778         if (likely(page == c->page)) {
2779                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2780
2781                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2782                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2783                                 c->freelist, tid,
2784                                 object, next_tid(tid)))) {
2785
2786                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2787                         goto redo;
2788                 }
2789                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2790         } else
2791                 __slab_free(s, page, x, addr);
2792
2793 }
2794
2795 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2796 {
2797         s = cache_from_obj(s, x);
2798         if (!s)
2799                 return;
2800         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2801         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2802 }
2803 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2804
2805 /*
2806  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2807  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2808  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2809  * another.
2810  *
2811  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2812  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2813  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2814  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2815  * locking overhead.
2816  */
2817
2818 /*
2819  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2820  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2821  * and increases the number of allocations possible without having to
2822  * take the list_lock.
2823  */
2824 static int slub_min_order;
2825 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2826 static int slub_min_objects;
2827
2828 /*
2829  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2830  *
2831  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2832  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2833  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2834  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2835  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2836  * would be wasted.
2837  *
2838  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2839  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2840  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2841  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2842  *
2843  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2844  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2845  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2846  * of space in favor of a small page order.
2847  *
2848  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2849  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2850  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2851  * the smallest order which will fit the object.
2852  */
2853 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2854                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2855 {
2856         int order;
2857         int rem;
2858         int min_order = slub_min_order;
2859
2860         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2861                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2862
2863         for (order = max(min_order,
2864                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2865                         order <= max_order; order++) {
2866
2867                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2868
2869                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2870                         continue;
2871
2872                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2873
2874                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2875                         break;
2876
2877         }
2878
2879         return order;
2880 }
2881
2882 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2883 {
2884         int order;
2885         int min_objects;
2886         int fraction;
2887         int max_objects;
2888
2889         /*
2890          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2891          * works by first attempting to generate a layout with
2892          * the best configuration and backing off gradually.
2893          *
2894          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2895          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2896          */
2897         min_objects = slub_min_objects;
2898         if (!min_objects)
2899                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2900         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2901         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2902
2903         while (min_objects > 1) {
2904                 fraction = 16;
2905                 while (fraction >= 4) {
2906                         order = slab_order(size, min_objects,
2907                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2908                         if (order <= slub_max_order)
2909                                 return order;
2910                         fraction /= 2;
2911                 }
2912                 min_objects--;
2913         }
2914
2915         /*
2916          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2917          * lets see if we can place a single object there.
2918          */
2919         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2920         if (order <= slub_max_order)
2921                 return order;
2922
2923         /*
2924          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2925          */
2926         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2927         if (order < MAX_ORDER)
2928                 return order;
2929         return -ENOSYS;
2930 }
2931
2932 static void
2933 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2934 {
2935         n->nr_partial = 0;
2936         raw_spin_lock_init(&n->list_lock);
2937         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2938 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2939         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2940         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2941         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2942 #endif
2943 }
2944
2945 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2946 {
2947         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2948                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2949
2950         /*
2951          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2952          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2953          */
2954         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2955                                      2 * sizeof(void *));
2956
2957         if (!s->cpu_slab)
2958                 return 0;
2959
2960         init_kmem_cache_cpus(s);
2961
2962         return 1;
2963 }
2964
2965 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2966
2967 /*
2968  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2969  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2970  * possible.
2971  *
2972  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2973  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2974  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2975  */
2976 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2977 {
2978         struct page *page;
2979         struct kmem_cache_node *n;
2980
2981         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2982
2983         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2984
2985         BUG_ON(!page);
2986         if (page_to_nid(page) != node) {
2987                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
2988                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
2989         }
2990
2991         n = page->freelist;
2992         BUG_ON(!n);
2993         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2994         page->inuse = 1;
2995         page->frozen = 0;
2996         kmem_cache_node->node[node] = n;
2997 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2998         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2999         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3000 #endif
3001         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3002         init_kmem_cache_node(n);
3003         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3004
3005         /*
3006          * No locks need to be taken here as it has just been
3007          * initialized and there is no concurrent access.
3008          */
3009         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3010 }
3011
3012 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3013 {
3014         int node;
3015         struct kmem_cache_node *n;
3016
3017         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3018                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3019                 s->node[node] = NULL;
3020         }
3021 }
3022
3023 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3024 {
3025         int node;
3026
3027         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3028                 struct kmem_cache_node *n;
3029
3030                 if (slab_state == DOWN) {
3031                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3032                         continue;
3033                 }
3034                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3035                                                 GFP_KERNEL, node);
3036
3037                 if (!n) {
3038                         free_kmem_cache_nodes(s);
3039                         return 0;
3040                 }
3041
3042                 s->node[node] = n;
3043                 init_kmem_cache_node(n);
3044         }
3045         return 1;
3046 }
3047
3048 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3049 {
3050         if (min < MIN_PARTIAL)
3051                 min = MIN_PARTIAL;
3052         else if (min > MAX_PARTIAL)
3053                 min = MAX_PARTIAL;
3054         s->min_partial = min;
3055 }
3056
3057 /*
3058  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3059  * a slab object.
3060  */
3061 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3062 {
3063         unsigned long flags = s->flags;
3064         unsigned long size = s->object_size;
3065         int order;
3066
3067         /*
3068          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3069          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3070          * the possible location of the free pointer.
3071          */
3072         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3073
3074 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3075         /*
3076          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3077          * the slab may touch the object after free or before allocation
3078          * then we should never poison the object itself.
3079          */
3080         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3081                         !s->ctor)
3082                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3083         else
3084                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3085
3086
3087         /*
3088          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3089          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3090          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3091          */
3092         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3093                 size += sizeof(void *);
3094 #endif
3095
3096         /*
3097          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3098          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3099          */
3100         s->inuse = size;
3101
3102         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3103                 s->ctor)) {
3104                 /*
3105                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3106                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3107                  * kmem_cache_free.
3108                  *
3109                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3110                  * destructor or are poisoning the objects.
3111                  */
3112                 s->offset = size;
3113                 size += sizeof(void *);
3114         }
3115
3116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3117         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3118                 /*
3119                  * Need to store information about allocs and frees after
3120                  * the object.
3121                  */
3122                 size += 2 * sizeof(struct track);
3123
3124         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3125                 /*
3126                  * Add some empty padding so that we can catch
3127                  * overwrites from earlier objects rather than let
3128                  * tracking information or the free pointer be
3129                  * corrupted if a user writes before the start
3130                  * of the object.
3131                  */
3132                 size += sizeof(void *);
3133 #endif
3134
3135         /*
3136          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3137          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3138          * each object to conform to the alignment.
3139          */
3140         size = ALIGN(size, s->align);
3141         s->size = size;
3142         if (forced_order >= 0)
3143                 order = forced_order;
3144         else
3145                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3146
3147         if (order < 0)
3148                 return 0;
3149
3150         s->allocflags = 0;
3151         if (order)
3152                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3153
3154         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3155                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3156
3157         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3158                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3159
3160         /*
3161          * Determine the number of objects per slab
3162          */
3163         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3164         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3165         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3166                 s->max = s->oo;
3167
3168         return !!oo_objects(s->oo);
3169 }
3170
3171 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3172 {
3173         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3174         s->reserved = 0;
3175
3176         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3177                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3178
3179         if (!calculate_sizes(s, -1))
3180                 goto error;
3181         if (disable_higher_order_debug) {
3182                 /*
3183                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3184                  * order increased.
3185                  */
3186                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3187                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3188                         s->offset = 0;
3189                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3190                                 goto error;
3191                 }
3192         }
3193
3194 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3195     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3196         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3197                 /* Enable fast mode */
3198                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3199 #endif
3200
3201         /*
3202          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3203          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3204          */
3205         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3206
3207         /*
3208          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3209          * per cpu partial lists of a processor.
3210          *
3211          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3212          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3213          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3214          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3215          *
3216          * This setting also determines
3217          *
3218          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3219          *    per node list when we reach the limit.
3220          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3221          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3222          *    50% to keep some capacity around for frees.
3223          */
3224         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3225                 s->cpu_partial = 0;
3226         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3227                 s->cpu_partial = 2;
3228         else if (s->size >= 1024)
3229                 s->cpu_partial = 6;
3230         else if (s->size >= 256)
3231                 s->cpu_partial = 13;
3232         else
3233                 s->cpu_partial = 30;
3234
3235 #ifdef CONFIG_NUMA
3236         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3237 #endif
3238         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3239                 goto error;
3240
3241         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3242                 return 0;
3243
3244         free_kmem_cache_nodes(s);
3245 error:
3246         if (flags & SLAB_PANIC)
3247                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3248                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3249                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3250                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3251         return -EINVAL;
3252 }
3253
3254 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3255                                                         const char *text)
3256 {
3257 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3258         void *addr = page_address(page);
3259         void *p;
3260         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3261                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3262         if (!map)
3263                 return;
3264         slab_err(s, page, text, s->name);
3265         slab_lock(page);
3266
3267         get_map(s, page, map);
3268         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3269
3270                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3271                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3272                         print_tracking(s, p);
3273                 }
3274         }
3275         slab_unlock(page);
3276         kfree(map);
3277 #endif
3278 }
3279
3280 /*
3281  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3282  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3283  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3284  */
3285 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3286 {
3287         struct page *page, *h;
3288
3289         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3290                 if (!page->inuse) {
3291                         __remove_partial(n, page);
3292                         discard_slab(s, page);
3293                 } else {
3294                         list_slab_objects(s, page,
3295                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3296                 }
3297         }
3298 }
3299
3300 /*
3301  * Release all resources used by a slab cache.
3302  */
3303 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3304 {
3305         int node;
3306         struct kmem_cache_node *n;
3307
3308         flush_all(s);
3309         /* Attempt to free all objects */
3310         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3311                 free_partial(s, n);
3312                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3313                         return 1;
3314         }
3315         free_percpu(s->cpu_slab);
3316         free_kmem_cache_nodes(s);
3317         return 0;
3318 }
3319
3320 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3321 {
3322         return kmem_cache_close(s);
3323 }
3324
3325 /********************************************************************
3326  *              Kmalloc subsystem
3327  *******************************************************************/
3328
3329 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3330 {
3331         get_option(&str, &slub_min_order);
3332
3333         return 1;
3334 }
3335
3336 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3337
3338 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3339 {
3340         get_option(&str, &slub_max_order);
3341         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3342
3343         return 1;
3344 }
3345
3346 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3347
3348 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3349 {
3350         get_option(&str, &slub_min_objects);
3351
3352         return 1;
3353 }
3354
3355 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3356
3357 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3358 {
3359         struct kmem_cache *s;
3360         void *ret;
3361
3362         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3363                 return kmalloc_large(size, flags);
3364
3365         s = kmalloc_slab(size, flags);
3366
3367         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3368                 return s;
3369
3370         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3371
3372         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3373
3374         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3375
3376         return ret;
3377 }
3378 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3379
3380 #ifdef CONFIG_NUMA
3381 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3382 {
3383         struct page *page;
3384         void *ptr = NULL;
3385
3386         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3387         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3388         if (page)
3389                 ptr = page_address(page);
3390
3391         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3392         return ptr;
3393 }
3394
3395 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3396 {
3397         struct kmem_cache *s;
3398         void *ret;
3399
3400         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3401                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3402
3403                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3404                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3405                                    flags, node);
3406
3407                 return ret;
3408         }
3409
3410         s = kmalloc_slab(size, flags);
3411
3412         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3413                 return s;
3414
3415         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3416
3417         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3418
3419         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3420
3421         return ret;
3422 }
3423 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3424 #endif
3425
3426 static size_t __ksize(const void *object)
3427 {
3428         struct page *page;
3429
3430         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3431                 return 0;
3432
3433         page = virt_to_head_page(object);
3434
3435         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3436                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3437                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3438         }
3439
3440         return slab_ksize(page->slab_cache);
3441 }
3442
3443 size_t ksize(const void *object)
3444 {
3445         size_t size = __ksize(object);
3446         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3447            so we need unpoison this area. */
3448         kasan_krealloc(object, size);
3449         return size;
3450 }
3451 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3452
3453 void kfree(const void *x)
3454 {
3455         struct page *page;
3456         void *object = (void *)x;
3457
3458         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3459
3460         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3461                 return;
3462
3463         page = virt_to_head_page(x);
3464         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3465                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3466                 kfree_hook(x);
3467                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3468                 return;
3469         }
3470         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3471 }
3472 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3473
3474 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3475
3476 /*
3477  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3478  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3479  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3480  *
3481  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3482  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3483  * are freed in them.
3484  */
3485 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3486 {
3487         int node;
3488         int i;
3489         struct kmem_cache_node *n;
3490         struct page *page;
3491         struct page *t;
3492         struct list_head discard;
3493         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3494         unsigned long flags;
3495         int ret = 0;
3496
3497         if (deactivate) {
3498                 /*
3499                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3500                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3501                  */
3502                 s->cpu_partial = 0;
3503                 s->min_partial = 0;
3504
3505                 /*
3506                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3507                  * so we have to make sure the change is visible.
3508                  */
3509                 kick_all_cpus_sync();
3510         }
3511
3512         flush_all(s);
3513         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3514                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3515                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3516                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3517
3518                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3519
3520                 /*
3521                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3522                  *
3523                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3524                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3525                  */
3526                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3527                         int free = page->objects - page->inuse;
3528
3529                         /* Do not reread page->inuse */
3530                         barrier();
3531
3532                         /* We do not keep full slabs on the list */
3533                         BUG_ON(free <= 0);
3534
3535                         if (free == page->objects) {
3536                                 list_move(&page->lru, &discard);
3537                                 n->nr_partial--;
3538                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3539                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3540                 }
3541
3542                 /*
3543                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3544                  * partial list.
3545                  */
3546                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3547                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3548
3549                 raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3550
3551                 /* Release empty slabs */
3552                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3553                         discard_slab(s, page);
3554
3555                 if (slabs_node(s, node))
3556                         ret = 1;
3557         }
3558
3559         return ret;
3560 }
3561
3562 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3563 {
3564         struct kmem_cache *s;
3565
3566         mutex_lock(&slab_mutex);
3567         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3568                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3569         mutex_unlock(&slab_mutex);
3570
3571         return 0;
3572 }
3573
3574 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3575 {
3576         struct kmem_cache_node *n;
3577         struct kmem_cache *s;
3578         struct memory_notify *marg = arg;
3579         int offline_node;
3580
3581         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3582
3583         /*
3584          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3585          * for it yet.
3586          */
3587         if (offline_node < 0)
3588                 return;
3589
3590         mutex_lock(&slab_mutex);
3591         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3592                 n = get_node(s, offline_node);
3593                 if (n) {
3594                         /*
3595                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3596                          * that is going down. We were unable to free them,
3597                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3598                          * callback. So, we must fail.
3599                          */
3600                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3601
3602                         s->node[offline_node] = NULL;
3603                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3604                 }
3605         }
3606         mutex_unlock(&slab_mutex);
3607 }
3608
3609 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3610 {
3611         struct kmem_cache_node *n;
3612         struct kmem_cache *s;
3613         struct memory_notify *marg = arg;
3614         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3615         int ret = 0;
3616
3617         /*
3618          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3619          * already created. Nothing to do.
3620          */
3621         if (nid < 0)
3622                 return 0;
3623
3624         /*
3625          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3626          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3627          * online.
3628          */
3629         mutex_lock(&slab_mutex);
3630         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3631                 /*
3632                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3633                  *      since memory is not yet available from the node that
3634                  *      is brought up.
3635                  */
3636                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3637                 if (!n) {
3638                         ret = -ENOMEM;
3639                         goto out;
3640                 }
3641                 init_kmem_cache_node(n);
3642                 s->node[nid] = n;
3643         }
3644 out:
3645         mutex_unlock(&slab_mutex);
3646         return ret;
3647 }
3648
3649 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3650                                 unsigned long action, void *arg)
3651 {
3652         int ret = 0;
3653
3654         switch (action) {
3655         case MEM_GOING_ONLINE:
3656                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3657                 break;
3658         case MEM_GOING_OFFLINE:
3659                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3660                 break;
3661         case MEM_OFFLINE:
3662         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3663                 slab_mem_offline_callback(arg);
3664                 break;
3665         case MEM_ONLINE:
3666         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3667                 break;
3668         }
3669         if (ret)
3670                 ret = notifier_from_errno(ret);
3671         else
3672                 ret = NOTIFY_OK;
3673         return ret;
3674 }
3675
3676 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3677         .notifier_call = slab_memory_callback,
3678         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3679 };
3680
3681 /********************************************************************
3682  *                      Basic setup of slabs
3683  *******************************************************************/
3684
3685 /*
3686  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3687  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3688  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3689  */
3690
3691 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3692 {
3693         int node;
3694         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3695         struct kmem_cache_node *n;
3696
3697         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3698
3699         /*
3700          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3701          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3702          * IPIs around.
3703          */
3704         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3705         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3706                 struct page *p;
3707
3708                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3709                         p->slab_cache = s;
3710
3711 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3712                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3713                         p->slab_cache = s;
3714 #endif
3715         }
3716         slab_init_memcg_params(s);
3717         list_add(&s->list, &slab_caches);
3718         return s;
3719 }
3720
3721 void __init kmem_cache_init(void)
3722 {
3723         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3724                 boot_kmem_cache_node;
3725         int cpu;
3726
3727         for_each_possible_cpu(cpu) {
3728                 raw_spin_lock_init(&per_cpu(slub_free_list, cpu).lock);
3729                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(slub_free_list, cpu).list);
3730         }
3731
3732         if (debug_guardpage_minorder())
3733                 slub_max_order = 0;
3734
3735         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3736         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3737
3738         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3739                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3740
3741         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3742
3743         /* Able to allocate the per node structures */
3744         slab_state = PARTIAL;
3745
3746         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3747                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3748                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3749                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3750
3751         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3752
3753         /*
3754          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3755          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3756          * update any list pointers.
3757          */
3758         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3759
3760         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3761         create_kmalloc_caches(0);
3762
3763 #ifdef CONFIG_SMP
3764         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3765 #endif
3766
3767         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3768                 cache_line_size(),
3769                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3770                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3771 }
3772
3773 void __init kmem_cache_init_late(void)
3774 {
3775 }
3776
3777 struct kmem_cache *
3778 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3779                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3780 {
3781         struct kmem_cache *s, *c;
3782
3783         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3784         if (s) {
3785                 s->refcount++;
3786
3787                 /*
3788                  * Adjust the object sizes so that we clear
3789                  * the complete object on kzalloc.
3790                  */
3791                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3792                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3793
3794                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3795                         c->object_size = s->object_size;
3796                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3797                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3798                 }
3799
3800                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3801                         s->refcount--;
3802                         s = NULL;
3803                 }
3804         }
3805
3806         return s;
3807 }
3808
3809 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3810 {
3811         int err;
3812
3813         err = kmem_cache_open(s, flags);
3814         if (err)
3815                 return err;
3816
3817         /* Mutex is not taken during early boot */
3818         if (slab_state <= UP)
3819                 return 0;
3820
3821         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3822         err = sysfs_slab_add(s);
3823         if (err)
3824                 kmem_cache_close(s);
3825
3826         return err;
3827 }
3828
3829 #ifdef CONFIG_SMP
3830 /*
3831  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3832  * necessary.
3833  */
3834 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3835                 unsigned long action, void *hcpu)
3836 {
3837         long cpu = (long)hcpu;
3838         struct kmem_cache *s;
3839         unsigned long flags;
3840
3841         switch (action) {
3842         case CPU_UP_CANCELED:
3843         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3844         case CPU_DEAD:
3845         case CPU_DEAD_FROZEN:
3846                 mutex_lock(&slab_mutex);
3847                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3848                         local_irq_save(flags);
3849                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3850                         local_irq_restore(flags);
3851                 }
3852                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3853                 break;
3854         default:
3855                 break;
3856         }
3857         return NOTIFY_OK;
3858 }
3859
3860 static struct notifier_block slab_notifier = {
3861         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3862 };
3863
3864 #endif
3865
3866 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3867 {
3868         struct kmem_cache *s;
3869         void *ret;
3870
3871         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3872                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3873
3874         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3875
3876         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3877                 return s;
3878
3879         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3880
3881         /* Honor the call site pointer we received. */
3882         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3883
3884         return ret;
3885 }
3886
3887 #ifdef CONFIG_NUMA
3888 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3889                                         int node, unsigned long caller)
3890 {
3891         struct kmem_cache *s;
3892         void *ret;
3893
3894         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3895                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3896
3897                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3898                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3899                                    gfpflags, node);
3900
3901                 return ret;
3902         }
3903
3904         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3905
3906         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3907                 return s;
3908
3909         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3910
3911         /* Honor the call site pointer we received. */
3912         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3913
3914         return ret;
3915 }
3916 #endif
3917
3918 #ifdef CONFIG_SYSFS
3919 static int count_inuse(struct page *page)
3920 {
3921         return page->inuse;
3922 }
3923
3924 static int count_total(struct page *page)
3925 {
3926         return page->objects;
3927 }
3928 #endif
3929
3930 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3931 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3932                                                 unsigned long *map)
3933 {
3934         void *p;
3935         void *addr = page_address(page);
3936
3937         if (!check_slab(s, page) ||
3938                         !on_freelist(s, page, NULL))
3939                 return 0;
3940
3941         /* Now we know that a valid freelist exists */
3942         bitmap_zero(map, page->objects);
3943
3944         get_map(s, page, map);
3945         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3946                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3947                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3948                                 return 0;
3949         }
3950
3951         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3952                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3953                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3954                                 return 0;
3955         return 1;
3956 }
3957
3958 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3959                                                 unsigned long *map)
3960 {
3961         slab_lock(page);
3962         validate_slab(s, page, map);
3963         slab_unlock(page);
3964 }
3965
3966 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3967                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3968 {
3969         unsigned long count = 0;
3970         struct page *page;
3971         unsigned long flags;
3972
3973         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3974
3975         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3976                 validate_slab_slab(s, page, map);
3977                 count++;
3978         }
3979         if (count != n->nr_partial)
3980                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
3981                        s->name, count, n->nr_partial);
3982
3983         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3984                 goto out;
3985
3986         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3987                 validate_slab_slab(s, page, map);
3988                 count++;
3989         }
3990         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3991                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
3992                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3993
3994 out:
3995         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3996         return count;
3997 }
3998
3999 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4000 {
4001         int node;
4002         unsigned long count = 0;
4003         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4004                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4005         struct kmem_cache_node *n;
4006
4007         if (!map)
4008                 return -ENOMEM;
4009
4010         flush_all(s);
4011         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4012                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4013         kfree(map);
4014         return count;
4015 }
4016 /*
4017  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4018  * and freed.
4019  */
4020
4021 struct location {
4022         unsigned long count;
4023         unsigned long addr;
4024         long long sum_time;
4025         long min_time;
4026         long max_time;
4027         long min_pid;
4028         long max_pid;
4029         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4030         nodemask_t nodes;
4031 };
4032
4033 struct loc_track {
4034         unsigned long max;
4035         unsigned long count;
4036         struct location *loc;
4037 };
4038
4039 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4040 {
4041         if (t->max)
4042                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4043                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4044 }
4045
4046 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4047 {
4048         struct location *l;
4049         int order;
4050
4051         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4052
4053         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4054         if (!l)
4055                 return 0;
4056
4057         if (t->count) {
4058                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4059                 free_loc_track(t);
4060         }
4061         t->max = max;
4062         t->loc = l;
4063         return 1;
4064 }
4065
4066 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4067                                 const struct track *track)
4068 {
4069         long start, end, pos;
4070         struct location *l;
4071         unsigned long caddr;
4072         unsigned long age = jiffies - track->when;
4073
4074         start = -1;
4075         end = t->count;
4076
4077         for ( ; ; ) {
4078                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4079
4080                 /*
4081                  * There is nothing at "end". If we end up there
4082                  * we need to add something to before end.
4083                  */
4084                 if (pos == end)
4085                         break;
4086
4087                 caddr = t->loc[pos].addr;
4088                 if (track->addr == caddr) {
4089
4090                         l = &t->loc[pos];
4091                         l->count++;
4092                         if (track->when) {
4093                                 l->sum_time += age;
4094                                 if (age < l->min_time)
4095                                         l->min_time = age;
4096                                 if (age > l->max_time)
4097                                         l->max_time = age;
4098
4099                                 if (track->pid < l->min_pid)
4100                                         l->min_pid = track->pid;
4101                                 if (track->pid > l->max_pid)
4102                                         l->max_pid = track->pid;
4103
4104                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4105                                                 to_cpumask(l->cpus));
4106                         }
4107                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4108                         return 1;
4109                 }
4110
4111                 if (track->addr < caddr)
4112                         end = pos;
4113                 else
4114                         start = pos;
4115         }
4116
4117         /*
4118          * Not found. Insert new tracking element.
4119          */
4120         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4121                 return 0;
4122
4123         l = t->loc + pos;
4124         if (pos < t->count)
4125                 memmove(l + 1, l,
4126                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4127         t->count++;
4128         l->count = 1;
4129         l->addr = track->addr;
4130         l->sum_time = age;
4131         l->min_time = age;
4132         l->max_time = age;
4133         l->min_pid = track->pid;
4134         l->max_pid = track->pid;
4135         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4136         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4137         nodes_clear(l->nodes);
4138         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4139         return 1;
4140 }
4141
4142 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4143                 struct page *page, enum track_item alloc,
4144                 unsigned long *map)
4145 {
4146         void *addr = page_address(page);
4147         void *p;
4148
4149         bitmap_zero(map, page->objects);
4150         get_map(s, page, map);
4151
4152         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4153                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4154                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4155 }
4156
4157 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4158                                         enum track_item alloc)
4159 {
4160         int len = 0;
4161         unsigned long i;
4162         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4163         int node;
4164         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4165                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4166         struct kmem_cache_node *n;
4167
4168         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4169                                      GFP_TEMPORARY)) {
4170                 kfree(map);
4171                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4172         }
4173         /* Push back cpu slabs */
4174         flush_all(s);
4175
4176         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4177                 unsigned long flags;
4178                 struct page *page;
4179
4180                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4181                         continue;
4182
4183                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4184                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4185                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4186                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4187                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4188                 raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4189         }
4190
4191         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4192                 struct location *l = &t.loc[i];
4193
4194                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4195                         break;
4196                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4197
4198                 if (l->addr)
4199                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4200                 else
4201                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4202
4203                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4204                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4205                                 l->min_time,
4206                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4207                                 l->max_time);
4208                 } else
4209                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4210                                 l->min_time);
4211
4212                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4213                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4214                                 l->min_pid, l->max_pid);
4215                 else
4216                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4217                                 l->min_pid);
4218
4219                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4220                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4221                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4222                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4223                                          " cpus=%*pbl",
4224                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4225
4226                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4227                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4228                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4229                                          " nodes=%*pbl",
4230                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4231
4232                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4233         }
4234
4235         free_loc_track(&t);
4236         kfree(map);
4237         if (!t.count)
4238                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4239         return len;
4240 }
4241 #endif
4242
4243 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4244 static void __init resiliency_test(void)
4245 {
4246         u8 *p;
4247
4248         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4249
4250         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4251         pr_err("-----------------------\n");
4252         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4253
4254         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4255         p[16] = 0x12;
4256         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4257                p + 16);
4258
4259         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4260
4261         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4262         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4263         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4264         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4265                p);
4266         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4267
4268         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4269         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4270         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4271         *p = 0x56;
4272         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4273                p);
4274         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4275         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4276
4277         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4278         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4279         kfree(p);
4280         *p = 0x78;
4281         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4282         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4283
4284         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4285         kfree(p);
4286         p[50] = 0x9a;
4287         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4288         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4289
4290         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4291         kfree(p);
4292         p[512] = 0xab;
4293         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4294         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4295 }
4296 #else
4297 #ifdef CONFIG_SYSFS
4298 static void resiliency_test(void) {};
4299 #endif
4300 #endif
4301
4302 #ifdef CONFIG_SYSFS
4303 enum slab_stat_type {
4304         SL_ALL,                 /* All slabs */
4305         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4306         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4307         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4308         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4309 };
4310
4311 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4312 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4313 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4314 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4315 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4316
4317 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4318                             char *buf, unsigned long flags)
4319 {
4320         unsigned long total = 0;
4321         int node;
4322         int x;
4323         unsigned long *nodes;
4324
4325         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4326         if (!nodes)
4327                 return -ENOMEM;
4328
4329         if (flags & SO_CPU) {
4330                 int cpu;
4331
4332                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4333                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4334                                                                cpu);
4335                         int node;
4336                         struct page *page;
4337
4338                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4339                         if (!page)
4340                                 continue;
4341
4342                         node = page_to_nid(page);
4343                         if (flags & SO_TOTAL)
4344                                 x = page->objects;
4345                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4346                                 x = page->inuse;
4347                         else
4348                                 x = 1;
4349
4350                         total += x;
4351                         nodes[node] += x;
4352
4353                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4354                         if (page) {
4355                                 node = page_to_nid(page);
4356                                 if (flags & SO_TOTAL)
4357                                         WARN_ON_ONCE(1);
4358                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4359                                         WARN_ON_ONCE(1);
4360                                 else
4361                                         x = page->pages;
4362                                 total += x;
4363                                 nodes[node] += x;
4364                         }
4365                 }
4366         }
4367
4368         get_online_mems();
4369 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4370         if (flags & SO_ALL) {
4371                 struct kmem_cache_node *n;
4372
4373                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4374
4375                         if (flags & SO_TOTAL)
4376                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4377                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4378                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4379                                         count_partial(n, count_free);
4380                         else
4381                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4382                         total += x;
4383                         nodes[node] += x;
4384                 }
4385
4386         } else
4387 #endif
4388         if (flags & SO_PARTIAL) {
4389                 struct kmem_cache_node *n;
4390
4391                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4392                         if (flags & SO_TOTAL)
4393                                 x = count_partial(n, count_total);
4394                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4395                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4396                         else
4397                                 x = n->nr_partial;
4398                         total += x;
4399                         nodes[node] += x;
4400                 }
4401         }
4402         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4403 #ifdef CONFIG_NUMA
4404         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4405                 if (nodes[node])
4406                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4407                                         node, nodes[node]);
4408 #endif
4409         put_online_mems();
4410         kfree(nodes);
4411         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4412 }
4413
4414 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4415 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4416 {
4417         int node;
4418         struct kmem_cache_node *n;
4419
4420         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4421                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4422                         return 1;
4423
4424         return 0;
4425 }
4426 #endif
4427
4428 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4429 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4430
4431 struct slab_attribute {
4432         struct attribute attr;
4433         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4434         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4435 };
4436
4437 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4438         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4439         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4440
4441 #define SLAB_ATTR(_name) \
4442         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4443         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4444
4445 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4446 {
4447         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4448 }
4449 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4450
4451 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4452 {
4453         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4454 }
4455 SLAB_ATTR_RO(align);
4456
4457 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4458 {
4459         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4460 }
4461 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4462
4463 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4464 {
4465         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4466 }
4467 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4468
4469 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4470                                 const char *buf, size_t length)
4471 {
4472         unsigned long order;
4473         int err;
4474
4475         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4476         if (err)
4477                 return err;
4478
4479         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4480                 return -EINVAL;
4481
4482         calculate_sizes(s, order);
4483         return length;
4484 }
4485
4486 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4487 {
4488         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4489 }
4490 SLAB_ATTR(order);
4491
4492 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4493 {
4494         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4495 }
4496
4497 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4498                                  size_t length)
4499 {
4500         unsigned long min;
4501         int err;
4502
4503         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4504         if (err)
4505                 return err;
4506
4507         set_min_partial(s, min);
4508         return length;
4509 }
4510 SLAB_ATTR(min_partial);
4511
4512 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4513 {
4514         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4515 }
4516
4517 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4518                                  size_t length)
4519 {
4520         unsigned long objects;
4521         int err;
4522
4523         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4524         if (err)
4525                 return err;
4526         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4527                 return -EINVAL;
4528
4529         s->cpu_partial = objects;
4530         flush_all(s);
4531         return length;
4532 }
4533 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4534
4535 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4536 {
4537         if (!s->ctor)
4538                 return 0;
4539         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4540 }
4541 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4542
4543 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4544 {
4545         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4546 }
4547 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4548
4549 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4550 {
4551         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4552 }
4553 SLAB_ATTR_RO(partial);
4554
4555 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4556 {
4557         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4558 }
4559 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4560
4561 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4562 {
4563         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4564 }
4565 SLAB_ATTR_RO(objects);
4566
4567 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4568 {
4569         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4570 }
4571 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4572
4573 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4574 {
4575         int objects = 0;
4576         int pages = 0;
4577         int cpu;
4578         int len;
4579
4580         for_each_online_cpu(cpu) {
4581                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4582
4583                 if (page) {
4584                         pages += page->pages;
4585                         objects += page->pobjects;
4586                 }
4587         }
4588
4589         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4590
4591 #ifdef CONFIG_SMP
4592         for_each_online_cpu(cpu) {
4593                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4594
4595                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4596                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4597                                 page->pobjects, page->pages);
4598         }
4599 #endif
4600         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4601 }
4602 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4603
4604 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4605 {
4606         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4607 }
4608
4609 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4610                                 const char *buf, size_t length)
4611 {
4612         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4613         if (buf[0] == '1')
4614                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4615         return length;
4616 }
4617 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4618
4619 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4620 {
4621         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4622 }
4623 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4624
4625 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4626 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4627 {
4628         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4629 }
4630 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4631 #endif
4632
4633 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4634 {
4635         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4636 }
4637 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4638
4639 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4640 {
4641         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4642 }
4643 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4644
4645 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4646 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4647 {
4648         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4649 }
4650 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4651
4652 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4653 {
4654         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4655 }
4656 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4657
4658 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4659 {
4660         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4661 }
4662
4663 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4664                                 const char *buf, size_t length)
4665 {
4666         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4667         if (buf[0] == '1') {
4668                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4669                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4670         }
4671         return length;
4672 }
4673 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4674
4675 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4676 {
4677         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4678 }
4679
4680 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4681                                                         size_t length)
4682 {
4683         /*
4684          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4685          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4686          * cache into an umergeable one.
4687          */
4688         if (s->refcount > 1)
4689                 return -EINVAL;
4690
4691         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4692         if (buf[0] == '1') {
4693                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4694                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4695         }
4696         return length;
4697 }
4698 SLAB_ATTR(trace);
4699
4700 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4701 {
4702         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4703 }
4704
4705 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4706                                 const char *buf, size_t length)
4707 {
4708         if (any_slab_objects(s))
4709                 return -EBUSY;
4710
4711         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4712         if (buf[0] == '1') {
4713                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4714                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4715         }
4716         calculate_sizes(s, -1);
4717         return length;
4718 }
4719 SLAB_ATTR(red_zone);
4720
4721 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4722 {
4723         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4724 }
4725
4726 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4727                                 const char *buf, size_t length)
4728 {
4729         if (any_slab_objects(s))
4730                 return -EBUSY;
4731
4732         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4733         if (buf[0] == '1') {
4734                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4735                 s->flags |= SLAB_POISON;
4736         }
4737         calculate_sizes(s, -1);
4738         return length;
4739 }
4740 SLAB_ATTR(poison);
4741
4742 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4743 {
4744         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4745 }
4746
4747 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4748                                 const char *buf, size_t length)
4749 {
4750         if (any_slab_objects(s))
4751                 return -EBUSY;
4752
4753         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4754         if (buf[0] == '1') {
4755                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4756                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4757         }
4758         calculate_sizes(s, -1);
4759         return length;
4760 }
4761 SLAB_ATTR(store_user);
4762
4763 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return 0;
4766 }
4767
4768 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4769                         const char *buf, size_t length)
4770 {
4771         int ret = -EINVAL;
4772
4773         if (buf[0] == '1') {
4774                 ret = validate_slab_cache(s);
4775                 if (ret >= 0)
4776                         ret = length;
4777         }
4778         return ret;
4779 }
4780 SLAB_ATTR(validate);
4781
4782 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4783 {
4784         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4785                 return -ENOSYS;
4786         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4787 }
4788 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4789
4790 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4791 {
4792         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4793                 return -ENOSYS;
4794         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4795 }
4796 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4797 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4798
4799 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4800 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4801 {
4802         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4803 }
4804
4805 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4806                                                         size_t length)
4807 {
4808         if (s->refcount > 1)
4809                 return -EINVAL;
4810
4811         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4812         if (buf[0] == '1')
4813                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4814         return length;
4815 }
4816 SLAB_ATTR(failslab);
4817 #endif
4818
4819 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4820 {
4821         return 0;
4822 }
4823
4824 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4825                         const char *buf, size_t length)
4826 {
4827         if (buf[0] == '1')
4828                 kmem_cache_shrink(s);
4829         else
4830                 return -EINVAL;
4831         return length;
4832 }
4833 SLAB_ATTR(shrink);
4834
4835 #ifdef CONFIG_NUMA
4836 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4837 {
4838         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4839 }
4840
4841 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4842                                 const char *buf, size_t length)
4843 {
4844         unsigned long ratio;
4845         int err;
4846
4847         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4848         if (err)
4849                 return err;
4850
4851         if (ratio <= 100)
4852                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4853
4854         return length;
4855 }
4856 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4857 #endif
4858
4859 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4860 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4861 {
4862         unsigned long sum  = 0;
4863         int cpu;
4864         int len;
4865         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4866
4867         if (!data)
4868                 return -ENOMEM;
4869
4870         for_each_online_cpu(cpu) {
4871                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4872
4873                 data[cpu] = x;
4874                 sum += x;
4875         }
4876
4877         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4878
4879 #ifdef CONFIG_SMP
4880         for_each_online_cpu(cpu) {
4881                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4882                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4883         }
4884 #endif
4885         kfree(data);
4886         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4887 }
4888
4889 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4890 {
4891         int cpu;
4892
4893         for_each_online_cpu(cpu)
4894                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4895 }
4896
4897 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4898 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4899 {                                                               \
4900         return show_stat(s, buf, si);                           \
4901 }                                                               \
4902 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4903                                 const char *buf, size_t length) \
4904 {                                                               \
4905         if (buf[0] != '0')                                      \
4906                 return -EINVAL;                                 \
4907         clear_stat(s, si);                                      \
4908         return length;                                          \
4909 }                                                               \
4910 SLAB_ATTR(text);                                                \
4911
4912 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4913 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4914 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4915 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4916 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4917 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4918 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4919 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4920 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4921 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4922 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4923 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4924 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4925 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4926 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4927 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4928 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4929 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4930 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4931 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4932 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4933 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4934 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4935 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4936 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4937 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4938 #endif
4939
4940 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4941         &slab_size_attr.attr,
4942         &object_size_attr.attr,
4943         &objs_per_slab_attr.attr,
4944         &order_attr.attr,
4945         &min_partial_attr.attr,
4946         &cpu_partial_attr.attr,
4947         &objects_attr.attr,
4948         &objects_partial_attr.attr,
4949         &partial_attr.attr,
4950         &cpu_slabs_attr.attr,
4951         &ctor_attr.attr,
4952         &aliases_attr.attr,
4953         &align_attr.attr,
4954         &hwcache_align_attr.attr,
4955         &reclaim_account_attr.attr,
4956         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4957         &shrink_attr.attr,
4958         &reserved_attr.attr,
4959         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4960 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4961         &total_objects_attr.attr,
4962         &slabs_attr.attr,
4963         &sanity_checks_attr.attr,
4964         &trace_attr.attr,
4965         &red_zone_attr.attr,
4966         &poison_attr.attr,
4967         &store_user_attr.attr,
4968         &validate_attr.attr,
4969         &alloc_calls_attr.attr,
4970         &free_calls_attr.attr,
4971 #endif
4972 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4973         &cache_dma_attr.attr,
4974 #endif
4975 #ifdef CONFIG_NUMA
4976         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4977 #endif
4978 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4979         &alloc_fastpath_attr.attr,
4980         &alloc_slowpath_attr.attr,
4981         &free_fastpath_attr.attr,
4982         &free_slowpath_attr.attr,
4983         &free_frozen_attr.attr,
4984         &free_add_partial_attr.attr,
4985         &free_remove_partial_attr.attr,
4986         &alloc_from_partial_attr.attr,
4987         &alloc_slab_attr.attr,
4988         &alloc_refill_attr.attr,
4989         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4990         &free_slab_attr.attr,
4991         &cpuslab_flush_attr.attr,
4992         &deactivate_full_attr.attr,
4993         &deactivate_empty_attr.attr,
4994         &deactivate_to_head_attr.attr,
4995         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4996         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4997         &deactivate_bypass_attr.attr,
4998         &order_fallback_attr.attr,
4999         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5000         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5001         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5002         &cpu_partial_free_attr.attr,
5003         &cpu_partial_node_attr.attr,
5004         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5005 #endif
5006 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5007         &failslab_attr.attr,
5008 #endif
5009
5010         NULL
5011 };
5012
5013 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5014         .attrs = slab_attrs,
5015 };
5016
5017 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5018                                 struct attribute *attr,
5019                                 char *buf)
5020 {
5021         struct slab_attribute *attribute;
5022         struct kmem_cache *s;
5023         int err;
5024
5025         attribute = to_slab_attr(attr);
5026         s = to_slab(kobj);
5027
5028         if (!attribute->show)
5029                 return -EIO;
5030
5031         err = attribute->show(s, buf);
5032
5033         return err;
5034 }
5035
5036 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5037                                 struct attribute *attr,
5038                                 const char *buf, size_t len)
5039 {
5040         struct slab_attribute *attribute;
5041         struct kmem_cache *s;
5042         int err;
5043
5044         attribute = to_slab_attr(attr);
5045         s = to_slab(kobj);
5046
5047         if (!attribute->store)
5048                 return -EIO;
5049
5050         err = attribute->store(s, buf, len);
5051 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5052         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5053                 struct kmem_cache *c;
5054
5055                 mutex_lock(&slab_mutex);
5056                 if (s->max_attr_size < len)
5057                         s->max_attr_size = len;
5058
5059                 /*
5060                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5061                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5062                  * basically because not all attributes will have a well
5063                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5064                  * have permanent effects.
5065                  *
5066                  * Returning the error value of any of the children that fail
5067                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5068                  * error code won't be able to know anything about the state of
5069                  * the cache.
5070                  *
5071                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5072                  * has well defined semantics. The cache being written to
5073                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5074                  * through the descendants with best-effort propagation.
5075                  */
5076                 for_each_memcg_cache(c, s)
5077                         attribute->store(c, buf, len);
5078                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5079         }
5080 #endif
5081         return err;
5082 }
5083
5084 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5085 {
5086 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5087         int i;
5088         char *buffer = NULL;
5089         struct kmem_cache *root_cache;
5090
5091         if (is_root_cache(s))
5092                 return;
5093
5094         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5095
5096         /*
5097          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5098          * in copying default values around
5099          */
5100         if (!root_cache->max_attr_size)
5101                 return;
5102
5103         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5104                 char mbuf[64];
5105                 char *buf;
5106                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5107
5108                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5109                         continue;
5110
5111                 /*
5112                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5113                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5114                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5115                  *
5116                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5117                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5118                  * theoretically happen.
5119                  */
5120                 if (buffer)
5121                         buf = buffer;
5122                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5123                         buf = mbuf;
5124                 else {
5125                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5126                         if (WARN_ON(!buffer))
5127                                 continue;
5128                         buf = buffer;
5129                 }
5130
5131                 attr->show(root_cache, buf);
5132                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5133         }
5134
5135         if (buffer)
5136                 free_page((unsigned long)buffer);
5137 #endif
5138 }
5139
5140 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5141 {
5142         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5143 }
5144
5145 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5146         .show = slab_attr_show,
5147         .store = slab_attr_store,
5148 };
5149
5150 static struct kobj_type slab_ktype = {
5151         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5152         .release = kmem_cache_release,
5153 };
5154
5155 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5156 {
5157         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5158
5159         if (ktype == &slab_ktype)
5160                 return 1;
5161         return 0;
5162 }
5163
5164 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5165         .filter = uevent_filter,
5166 };
5167
5168 static struct kset *slab_kset;
5169
5170 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5171 {
5172 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5173         if (!is_root_cache(s))
5174                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5175 #endif
5176         return slab_kset;
5177 }
5178
5179 #define ID_STR_LENGTH 64
5180
5181 /* Create a unique string id for a slab cache:
5182  *
5183  * Format       :[flags-]size
5184  */
5185 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5186 {
5187         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5188         char *p = name;
5189
5190         BUG_ON(!name);
5191
5192         *p++ = ':';
5193         /*
5194          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5195          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5196          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5197          * are matched during merging to guarantee that the id is
5198          * unique.
5199          */
5200         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5201                 *p++ = 'd';
5202         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5203                 *p++ = 'a';
5204         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5205                 *p++ = 'F';
5206         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5207                 *p++ = 't';
5208         if (p != name + 1)
5209                 *p++ = '-';
5210         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5211
5212         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5213         return name;
5214 }
5215
5216 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5217 {
5218         int err;
5219         const char *name;
5220         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5221
5222         if (unmergeable) {
5223                 /*
5224                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5225                  * This is typically the case for debug situations. In that
5226                  * case we can catch duplicate names easily.
5227                  */
5228                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5229                 name = s->name;
5230         } else {
5231                 /*
5232                  * Create a unique name for the slab as a target
5233                  * for the symlinks.
5234                  */
5235                 name = create_unique_id(s);
5236         }
5237
5238         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5239         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5240         if (err)
5241                 goto out_put_kobj;
5242
5243         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5244         if (err)
5245                 goto out_del_kobj;
5246
5247 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5248         if (is_root_cache(s)) {
5249                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5250                 if (!s->memcg_kset) {
5251                         err = -ENOMEM;
5252                         goto out_del_kobj;
5253                 }
5254         }
5255 #endif
5256
5257         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5258         if (!unmergeable) {
5259                 /* Setup first alias */
5260                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5261         }
5262 out:
5263         if (!unmergeable)
5264                 kfree(name);
5265         return err;
5266 out_del_kobj:
5267         kobject_del(&s->kobj);
5268 out_put_kobj:
5269         kobject_put(&s->kobj);
5270         goto out;
5271 }
5272
5273 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5274 {
5275         if (slab_state < FULL)
5276                 /*
5277                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5278                  * cache from sysfs.
5279                  */
5280                 return;
5281
5282 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5283         kset_unregister(s->memcg_kset);
5284 #endif
5285         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5286         kobject_del(&s->kobj);
5287         kobject_put(&s->kobj);
5288 }
5289
5290 /*
5291  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5292  * available lest we lose that information.
5293  */
5294 struct saved_alias {
5295         struct kmem_cache *s;
5296         const char *name;
5297         struct saved_alias *next;
5298 };
5299
5300 static struct saved_alias *alias_list;
5301
5302 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5303 {
5304         struct saved_alias *al;
5305
5306         if (slab_state == FULL) {
5307                 /*
5308                  * If we have a leftover link then remove it.
5309                  */
5310                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5311                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5312         }
5313
5314         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5315         if (!al)
5316                 return -ENOMEM;
5317
5318         al->s = s;
5319         al->name = name;
5320         al->next = alias_list;
5321         alias_list = al;
5322         return 0;
5323 }
5324
5325 static int __init slab_sysfs_init(void)
5326 {
5327         struct kmem_cache *s;
5328         int err;
5329
5330         mutex_lock(&slab_mutex);
5331
5332         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5333         if (!slab_kset) {
5334                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5335                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5336                 return -ENOSYS;
5337         }
5338
5339         slab_state = FULL;
5340
5341         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5342                 err = sysfs_slab_add(s);
5343                 if (err)
5344                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5345                                s->name);
5346         }
5347
5348         while (alias_list) {
5349                 struct saved_alias *al = alias_list;
5350
5351                 alias_list = alias_list->next;
5352                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5353                 if (err)
5354                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5355                                al->name);
5356                 kfree(al);
5357         }
5358
5359         mutex_unlock(&slab_mutex);
5360         resiliency_test();
5361         return 0;
5362 }
5363
5364 __initcall(slab_sysfs_init);
5365 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5366
5367 /*
5368  * The /proc/slabinfo ABI
5369  */
5370 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5371 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5372 {
5373         unsigned long nr_slabs = 0;
5374         unsigned long nr_objs = 0;
5375         unsigned long nr_free = 0;
5376         int node;
5377         struct kmem_cache_node *n;
5378
5379         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5380                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5381                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5382                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5383         }
5384
5385         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5386         sinfo->num_objs = nr_objs;
5387         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5388         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5389         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5390         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5391 }
5392
5393 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5394 {
5395 }
5396
5397 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5398                        size_t count, loff_t *ppos)
5399 {
5400         return -EIO;
5401 }
5402 #endif /* CONFIG_SLABINFO */