]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - mm/slub.c
mm, slub: fix the typo in mm/slub.c
[~andy/linux] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kmemcheck.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36
37 #include <trace/events/kmem.h>
38
39 #include "internal.h"
40
41 /*
42  * Lock order:
43  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
44  *   2. node->list_lock
45  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
46  *
47  *   slab_mutex
48  *
49  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
50  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
51  *
52  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
53  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
54  *   double word in the page struct. Meaning
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->counters       -> Counters of objects
57  *      C. page->frozen         -> frozen state
58  *
59  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
60  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
61  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
62  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
63  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
64  *
65  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
66  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
67  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
68  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
69  *   modified without taking the list lock).
70  *
71  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
72  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
73  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
74  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
75  *   the list lock.
76  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
77  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
78  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
79  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
80  *
81  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
82  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
83  *
84  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
85  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
86  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
87  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
88  * cannot scan all objects.
89  *
90  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
91  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
92  * fast frees and allocs.
93  *
94  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
95  *
96  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * PageError            Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
118 {
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
120         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
121 #else
122         return 0;
123 #endif
124 }
125
126 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
127 {
128 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
129         return !kmem_cache_debug(s);
130 #else
131         return false;
132 #endif
133 }
134
135 /*
136  * Issues still to be resolved:
137  *
138  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
139  *
140  * - Variable sizing of the per node arrays
141  */
142
143 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
144 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
145
146 /* Enable to log cmpxchg failures */
147 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
148
149 /*
150  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
151  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
152  */
153 #define MIN_PARTIAL 5
154
155 /*
156  * Maximum number of desirable partial slabs.
157  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
158  * sort the partial list by the number of objects in use.
159  */
160 #define MAX_PARTIAL 10
161
162 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
163                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
164
165 /*
166  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
167  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
168  * metadata.
169  */
170 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
171
172 /*
173  * Set of flags that will prevent slab merging
174  */
175 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
176                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
177                 SLAB_FAILSLAB)
178
179 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
180                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
181
182 #define OO_SHIFT        16
183 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
184 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
185
186 /* Internal SLUB flags */
187 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
188 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
189
190 #ifdef CONFIG_SMP
191 static struct notifier_block slab_notifier;
192 #endif
193
194 /*
195  * Tracking user of a slab.
196  */
197 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
198 struct track {
199         unsigned long addr;     /* Called from address */
200 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
201         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
202 #endif
203         int cpu;                /* Was running on cpu */
204         int pid;                /* Pid context */
205         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
206 };
207
208 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
209
210 #ifdef CONFIG_SYSFS
211 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
212 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
213 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
214 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
215 #else
216 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
217 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
218                                                         { return 0; }
219 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
220
221 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
222 #endif
223
224 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
225 {
226 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
227         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
228 #endif
229 }
230
231 /********************************************************************
232  *                      Core slab cache functions
233  *******************************************************************/
234
235 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
236 {
237         return s->node[node];
238 }
239
240 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
241 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
242                                 struct page *page, const void *object)
243 {
244         void *base;
245
246         if (!object)
247                 return 1;
248
249         base = page_address(page);
250         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
251                 (object - base) % s->size) {
252                 return 0;
253         }
254
255         return 1;
256 }
257
258 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
259 {
260         return *(void **)(object + s->offset);
261 }
262
263 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
264 {
265         prefetch(object + s->offset);
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         void *p;
271
272 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
273         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
274 #else
275         p = get_freepointer(s, object);
276 #endif
277         return p;
278 }
279
280 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
281 {
282         *(void **)(object + s->offset) = fp;
283 }
284
285 /* Loop over all objects in a slab */
286 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
287         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
288                         __p += (__s)->size)
289
290 /* Determine object index from a given position */
291 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
292 {
293         return (p - addr) / s->size;
294 }
295
296 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
297 {
298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
299         /*
300          * Debugging requires use of the padding between object
301          * and whatever may come after it.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
304                 return s->object_size;
305
306 #endif
307         /*
308          * If we have the need to store the freelist pointer
309          * back there or track user information then we can
310          * only use the space before that information.
311          */
312         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
313                 return s->inuse;
314         /*
315          * Else we can use all the padding etc for the allocation
316          */
317         return s->size;
318 }
319
320 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
321 {
322         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
323 }
324
325 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
326                 unsigned long size, int reserved)
327 {
328         struct kmem_cache_order_objects x = {
329                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
330         };
331
332         return x;
333 }
334
335 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x >> OO_SHIFT;
338 }
339
340 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
341 {
342         return x.x & OO_MASK;
343 }
344
345 /*
346  * Per slab locking using the pagelock
347  */
348 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
349 {
350         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
351 }
352
353 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
354 {
355         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
359 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
360                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
361                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
362                 const char *n)
363 {
364         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
365 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
366     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
367         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
368                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
369                         freelist_old, counters_old,
370                         freelist_new, counters_new))
371                 return 1;
372         } else
373 #endif
374         {
375                 slab_lock(page);
376                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
377                         page->freelist = freelist_new;
378                         page->counters = counters_new;
379                         slab_unlock(page);
380                         return 1;
381                 }
382                 slab_unlock(page);
383         }
384
385         cpu_relax();
386         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
387
388 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
389         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
390 #endif
391
392         return 0;
393 }
394
395 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
396                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
397                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
398                 const char *n)
399 {
400 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
401     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
402         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
403                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
404                         freelist_old, counters_old,
405                         freelist_new, counters_new))
406                 return 1;
407         } else
408 #endif
409         {
410                 unsigned long flags;
411
412                 local_irq_save(flags);
413                 slab_lock(page);
414                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
415                         page->freelist = freelist_new;
416                         page->counters = counters_new;
417                         slab_unlock(page);
418                         local_irq_restore(flags);
419                         return 1;
420                 }
421                 slab_unlock(page);
422                 local_irq_restore(flags);
423         }
424
425         cpu_relax();
426         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
427
428 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
429         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
430 #endif
431
432         return 0;
433 }
434
435 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
436 /*
437  * Determine a map of object in use on a page.
438  *
439  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
440  * not vanish from under us.
441  */
442 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
443 {
444         void *p;
445         void *addr = page_address(page);
446
447         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
448                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
449 }
450
451 /*
452  * Debug settings:
453  */
454 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
455 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
456 #else
457 static int slub_debug;
458 #endif
459
460 static char *slub_debug_slabs;
461 static int disable_higher_order_debug;
462
463 /*
464  * Object debugging
465  */
466 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
467 {
468         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
469                         length, 1);
470 }
471
472 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
473         enum track_item alloc)
474 {
475         struct track *p;
476
477         if (s->offset)
478                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
479         else
480                 p = object + s->inuse;
481
482         return p + alloc;
483 }
484
485 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
486                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
487 {
488         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
489
490         if (addr) {
491 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
492                 struct stack_trace trace;
493                 int i;
494
495                 trace.nr_entries = 0;
496                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
497                 trace.entries = p->addrs;
498                 trace.skip = 3;
499                 save_stack_trace(&trace);
500
501                 /* See rant in lockdep.c */
502                 if (trace.nr_entries != 0 &&
503                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
504                         trace.nr_entries--;
505
506                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
507                         p->addrs[i] = 0;
508 #endif
509                 p->addr = addr;
510                 p->cpu = smp_processor_id();
511                 p->pid = current->pid;
512                 p->when = jiffies;
513         } else
514                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
515 }
516
517 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
518 {
519         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
520                 return;
521
522         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
523         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
524 }
525
526 static void print_track(const char *s, struct track *t)
527 {
528         if (!t->addr)
529                 return;
530
531         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
532                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
533 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
534         {
535                 int i;
536                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
537                         if (t->addrs[i])
538                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
539                         else
540                                 break;
541         }
542 #endif
543 }
544
545 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
546 {
547         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
548                 return;
549
550         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
551         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
552 }
553
554 static void print_page_info(struct page *page)
555 {
556         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
557                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
558
559 }
560
561 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
562 {
563         va_list args;
564         char buf[100];
565
566         va_start(args, fmt);
567         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
568         va_end(args);
569         printk(KERN_ERR "========================================"
570                         "=====================================\n");
571         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
572         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
573                         "-------------------------------------\n\n");
574
575         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
576 }
577
578 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
579 {
580         va_list args;
581         char buf[100];
582
583         va_start(args, fmt);
584         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
585         va_end(args);
586         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
587 }
588
589 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
590 {
591         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
592         u8 *addr = page_address(page);
593
594         print_tracking(s, p);
595
596         print_page_info(page);
597
598         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
599                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
600
601         if (p > addr + 16)
602                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
603
604         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
605                                 PAGE_SIZE));
606         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
607                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
608                         s->inuse - s->object_size);
609
610         if (s->offset)
611                 off = s->offset + sizeof(void *);
612         else
613                 off = s->inuse;
614
615         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
616                 off += 2 * sizeof(struct track);
617
618         if (off != s->size)
619                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
620                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
621
622         dump_stack();
623 }
624
625 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
626                         u8 *object, char *reason)
627 {
628         slab_bug(s, "%s", reason);
629         print_trailer(s, page, object);
630 }
631
632 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, const char *fmt, ...)
633 {
634         va_list args;
635         char buf[100];
636
637         va_start(args, fmt);
638         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
639         va_end(args);
640         slab_bug(s, "%s", buf);
641         print_page_info(page);
642         dump_stack();
643 }
644
645 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
646 {
647         u8 *p = object;
648
649         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
650                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
651                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
652         }
653
654         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
655                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
656 }
657
658 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
659                                                 void *from, void *to)
660 {
661         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
662         memset(from, data, to - from);
663 }
664
665 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
666                         u8 *object, char *what,
667                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
668 {
669         u8 *fault;
670         u8 *end;
671
672         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
673         if (!fault)
674                 return 1;
675
676         end = start + bytes;
677         while (end > fault && end[-1] == value)
678                 end--;
679
680         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
681         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
682                                         fault, end - 1, fault[0], value);
683         print_trailer(s, page, object);
684
685         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
686         return 0;
687 }
688
689 /*
690  * Object layout:
691  *
692  * object address
693  *      Bytes of the object to be managed.
694  *      If the freepointer may overlay the object then the free
695  *      pointer is the first word of the object.
696  *
697  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
698  *      0xa5 (POISON_END)
699  *
700  * object + s->object_size
701  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
702  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
703  *      object_size == inuse.
704  *
705  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
706  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
707  *
708  * object + s->inuse
709  *      Meta data starts here.
710  *
711  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
712  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
713  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
714  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
715  *              before the word boundary.
716  *
717  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
718  *
719  * object + s->size
720  *      Nothing is used beyond s->size.
721  *
722  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
723  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
724  * may be used with merged slabcaches.
725  */
726
727 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
728 {
729         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
730
731         if (s->offset)
732                 /* Freepointer is placed after the object. */
733                 off += sizeof(void *);
734
735         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
736                 /* We also have user information there */
737                 off += 2 * sizeof(struct track);
738
739         if (s->size == off)
740                 return 1;
741
742         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
743                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
744 }
745
746 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
747 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
748 {
749         u8 *start;
750         u8 *fault;
751         u8 *end;
752         int length;
753         int remainder;
754
755         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
756                 return 1;
757
758         start = page_address(page);
759         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
760         end = start + length;
761         remainder = length % s->size;
762         if (!remainder)
763                 return 1;
764
765         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
766         if (!fault)
767                 return 1;
768         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
769                 end--;
770
771         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
772         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
773
774         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
775         return 0;
776 }
777
778 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
779                                         void *object, u8 val)
780 {
781         u8 *p = object;
782         u8 *endobject = object + s->object_size;
783
784         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
785                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
786                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
787                         return 0;
788         } else {
789                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
790                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
791                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
792                 }
793         }
794
795         if (s->flags & SLAB_POISON) {
796                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
797                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
798                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
799                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
800                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
801                         return 0;
802                 /*
803                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
804                  */
805                 check_pad_bytes(s, page, p);
806         }
807
808         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
809                 /*
810                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
811                  * freepointer while object is allocated.
812                  */
813                 return 1;
814
815         /* Check free pointer validity */
816         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
817                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
818                 /*
819                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
820                  * of the free objects in this slab. May cause
821                  * another error because the object count is now wrong.
822                  */
823                 set_freepointer(s, p, NULL);
824                 return 0;
825         }
826         return 1;
827 }
828
829 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
830 {
831         int maxobj;
832
833         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
834
835         if (!PageSlab(page)) {
836                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
837                 return 0;
838         }
839
840         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
841         if (page->objects > maxobj) {
842                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
843                         s->name, page->objects, maxobj);
844                 return 0;
845         }
846         if (page->inuse > page->objects) {
847                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
848                         s->name, page->inuse, page->objects);
849                 return 0;
850         }
851         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
852         slab_pad_check(s, page);
853         return 1;
854 }
855
856 /*
857  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
858  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
859  */
860 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
861 {
862         int nr = 0;
863         void *fp;
864         void *object = NULL;
865         unsigned long max_objects;
866
867         fp = page->freelist;
868         while (fp && nr <= page->objects) {
869                 if (fp == search)
870                         return 1;
871                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
872                         if (object) {
873                                 object_err(s, page, object,
874                                         "Freechain corrupt");
875                                 set_freepointer(s, object, NULL);
876                                 break;
877                         } else {
878                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
879                                 page->freelist = NULL;
880                                 page->inuse = page->objects;
881                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
882                                 return 0;
883                         }
884                         break;
885                 }
886                 object = fp;
887                 fp = get_freepointer(s, object);
888                 nr++;
889         }
890
891         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
892         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
893                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
894
895         if (page->objects != max_objects) {
896                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
897                         "should be %d", page->objects, max_objects);
898                 page->objects = max_objects;
899                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
900         }
901         if (page->inuse != page->objects - nr) {
902                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
903                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
904                 page->inuse = page->objects - nr;
905                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
906         }
907         return search == NULL;
908 }
909
910 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
911                                                                 int alloc)
912 {
913         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
914                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
915                         s->name,
916                         alloc ? "alloc" : "free",
917                         object, page->inuse,
918                         page->freelist);
919
920                 if (!alloc)
921                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
922
923                 dump_stack();
924         }
925 }
926
927 /*
928  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
929  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
930  */
931 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
932 {
933         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
934 }
935
936 static inline void kfree_hook(const void *x)
937 {
938         kmemleak_free(x);
939 }
940
941 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
942 {
943         flags &= gfp_allowed_mask;
944         lockdep_trace_alloc(flags);
945         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
946
947         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
948 }
949
950 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
951 {
952         flags &= gfp_allowed_mask;
953         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
954         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
955 }
956
957 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
958 {
959         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
960
961         /*
962          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
963          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
964          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
965          */
966 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
967         {
968                 unsigned long flags;
969
970                 local_irq_save(flags);
971                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
972                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
973                 local_irq_restore(flags);
974         }
975 #endif
976         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
977                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
978 }
979
980 /*
981  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
982  *
983  * list_lock must be held.
984  */
985 static void add_full(struct kmem_cache *s,
986         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
987 {
988         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
989                 return;
990
991         list_add(&page->lru, &n->full);
992 }
993
994 /*
995  * list_lock must be held.
996  */
997 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
998 {
999         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1000                 return;
1001
1002         list_del(&page->lru);
1003 }
1004
1005 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1006 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1007 {
1008         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1009
1010         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1011 }
1012
1013 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1014 {
1015         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1016 }
1017
1018 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1019 {
1020         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1021
1022         /*
1023          * May be called early in order to allocate a slab for the
1024          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1025          * dilemma by deferring the increment of the count during
1026          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1027          */
1028         if (likely(n)) {
1029                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1030                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1031         }
1032 }
1033 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1034 {
1035         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1036
1037         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1038         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1039 }
1040
1041 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1042 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1043                                                                 void *object)
1044 {
1045         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1046                 return;
1047
1048         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1049         init_tracking(s, object);
1050 }
1051
1052 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1053                                         void *object, unsigned long addr)
1054 {
1055         if (!check_slab(s, page))
1056                 goto bad;
1057
1058         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1059                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1060                 goto bad;
1061         }
1062
1063         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1064                 goto bad;
1065
1066         /* Success perform special debug activities for allocs */
1067         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1068                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1069         trace(s, page, object, 1);
1070         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1071         return 1;
1072
1073 bad:
1074         if (PageSlab(page)) {
1075                 /*
1076                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1077                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1078                  * as used avoids touching the remaining objects.
1079                  */
1080                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1081                 page->inuse = page->objects;
1082                 page->freelist = NULL;
1083         }
1084         return 0;
1085 }
1086
1087 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1088         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1089         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1090 {
1091         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1092
1093         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1094         slab_lock(page);
1095
1096         if (!check_slab(s, page))
1097                 goto fail;
1098
1099         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1100                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1101                 goto fail;
1102         }
1103
1104         if (on_freelist(s, page, object)) {
1105                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1106                 goto fail;
1107         }
1108
1109         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1110                 goto out;
1111
1112         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1113                 if (!PageSlab(page)) {
1114                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1115                                 "outside of slab", object);
1116                 } else if (!page->slab_cache) {
1117                         printk(KERN_ERR
1118                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1119                                                 object);
1120                         dump_stack();
1121                 } else
1122                         object_err(s, page, object,
1123                                         "page slab pointer corrupt.");
1124                 goto fail;
1125         }
1126
1127         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1128                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1129         trace(s, page, object, 0);
1130         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1131 out:
1132         slab_unlock(page);
1133         /*
1134          * Keep node_lock to preserve integrity
1135          * until the object is actually freed
1136          */
1137         return n;
1138
1139 fail:
1140         slab_unlock(page);
1141         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1142         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1143         return NULL;
1144 }
1145
1146 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1147 {
1148         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1149         if (*str++ != '=' || !*str)
1150                 /*
1151                  * No options specified. Switch on full debugging.
1152                  */
1153                 goto out;
1154
1155         if (*str == ',')
1156                 /*
1157                  * No options but restriction on slabs. This means full
1158                  * debugging for slabs matching a pattern.
1159                  */
1160                 goto check_slabs;
1161
1162         if (tolower(*str) == 'o') {
1163                 /*
1164                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1165                  * would increase as a result.
1166                  */
1167                 disable_higher_order_debug = 1;
1168                 goto out;
1169         }
1170
1171         slub_debug = 0;
1172         if (*str == '-')
1173                 /*
1174                  * Switch off all debugging measures.
1175                  */
1176                 goto out;
1177
1178         /*
1179          * Determine which debug features should be switched on
1180          */
1181         for (; *str && *str != ','; str++) {
1182                 switch (tolower(*str)) {
1183                 case 'f':
1184                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1185                         break;
1186                 case 'z':
1187                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1188                         break;
1189                 case 'p':
1190                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1191                         break;
1192                 case 'u':
1193                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1194                         break;
1195                 case 't':
1196                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1197                         break;
1198                 case 'a':
1199                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1200                         break;
1201                 default:
1202                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1203                                 "unknown. skipped\n", *str);
1204                 }
1205         }
1206
1207 check_slabs:
1208         if (*str == ',')
1209                 slub_debug_slabs = str + 1;
1210 out:
1211         return 1;
1212 }
1213
1214 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1215
1216 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1217         unsigned long flags, const char *name,
1218         void (*ctor)(void *))
1219 {
1220         /*
1221          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1222          */
1223         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1224                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1225                 flags |= slub_debug;
1226
1227         return flags;
1228 }
1229 #else
1230 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1231                         struct page *page, void *object) {}
1232
1233 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1234         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1235
1236 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1237         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1238         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1239
1240 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1241                         { return 1; }
1242 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1243                         void *object, u8 val) { return 1; }
1244 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1245                                         struct page *page) {}
1246 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1247 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1248         unsigned long flags, const char *name,
1249         void (*ctor)(void *))
1250 {
1251         return flags;
1252 }
1253 #define slub_debug 0
1254
1255 #define disable_higher_order_debug 0
1256
1257 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1258                                                         { return 0; }
1259 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1260                                                         { return 0; }
1261 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1262                                                         int objects) {}
1263 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1264                                                         int objects) {}
1265
1266 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1267 {
1268         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1269 }
1270
1271 static inline void kfree_hook(const void *x)
1272 {
1273         kmemleak_free(x);
1274 }
1275
1276 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1277                                                         { return 0; }
1278
1279 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1280                 void *object)
1281 {
1282         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags,
1283                 flags & gfp_allowed_mask);
1284 }
1285
1286 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1287 {
1288         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1289 }
1290
1291 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1292
1293 /*
1294  * Slab allocation and freeing
1295  */
1296 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1297                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1298 {
1299         int order = oo_order(oo);
1300
1301         flags |= __GFP_NOTRACK;
1302
1303         if (node == NUMA_NO_NODE)
1304                 return alloc_pages(flags, order);
1305         else
1306                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1307 }
1308
1309 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1310 {
1311         struct page *page;
1312         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1313         gfp_t alloc_gfp;
1314
1315         flags &= gfp_allowed_mask;
1316
1317         if (flags & __GFP_WAIT)
1318                 local_irq_enable();
1319
1320         flags |= s->allocflags;
1321
1322         /*
1323          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1324          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1325          */
1326         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1327
1328         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1329         if (unlikely(!page)) {
1330                 oo = s->min;
1331                 /*
1332                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1333                  * Try a lower order alloc if possible
1334                  */
1335                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1336
1337                 if (page)
1338                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1339         }
1340
1341         if (kmemcheck_enabled && page
1342                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1343                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1344
1345                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1346
1347                 /*
1348                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1349                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1350                  */
1351                 if (s->ctor)
1352                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1353                 else
1354                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1355         }
1356
1357         if (flags & __GFP_WAIT)
1358                 local_irq_disable();
1359         if (!page)
1360                 return NULL;
1361
1362         page->objects = oo_objects(oo);
1363         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1364                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1365                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1366                 1 << oo_order(oo));
1367
1368         return page;
1369 }
1370
1371 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1372                                 void *object)
1373 {
1374         setup_object_debug(s, page, object);
1375         if (unlikely(s->ctor))
1376                 s->ctor(object);
1377 }
1378
1379 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1380 {
1381         struct page *page;
1382         void *start;
1383         void *last;
1384         void *p;
1385         int order;
1386
1387         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1388
1389         page = allocate_slab(s,
1390                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1391         if (!page)
1392                 goto out;
1393
1394         order = compound_order(page);
1395         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1396         memcg_bind_pages(s, order);
1397         page->slab_cache = s;
1398         __SetPageSlab(page);
1399         if (page->pfmemalloc)
1400                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1401
1402         start = page_address(page);
1403
1404         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1405                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1406
1407         last = start;
1408         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1409                 setup_object(s, page, last);
1410                 set_freepointer(s, last, p);
1411                 last = p;
1412         }
1413         setup_object(s, page, last);
1414         set_freepointer(s, last, NULL);
1415
1416         page->freelist = start;
1417         page->inuse = page->objects;
1418         page->frozen = 1;
1419 out:
1420         return page;
1421 }
1422
1423 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1424 {
1425         int order = compound_order(page);
1426         int pages = 1 << order;
1427
1428         if (kmem_cache_debug(s)) {
1429                 void *p;
1430
1431                 slab_pad_check(s, page);
1432                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1433                                                 page->objects)
1434                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1435         }
1436
1437         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1438
1439         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1440                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1441                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1442                 -pages);
1443
1444         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1445         __ClearPageSlab(page);
1446
1447         memcg_release_pages(s, order);
1448         page_mapcount_reset(page);
1449         if (current->reclaim_state)
1450                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1451         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1452 }
1453
1454 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1455         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1456
1457 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1458 {
1459         struct page *page;
1460
1461         if (need_reserve_slab_rcu)
1462                 page = virt_to_head_page(h);
1463         else
1464                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1465
1466         __free_slab(page->slab_cache, page);
1467 }
1468
1469 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1470 {
1471         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1472                 struct rcu_head *head;
1473
1474                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1475                         int order = compound_order(page);
1476                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1477
1478                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1479                         head = page_address(page) + offset;
1480                 } else {
1481                         /*
1482                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1483                          */
1484                         head = (void *)&page->lru;
1485                 }
1486
1487                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1488         } else
1489                 __free_slab(s, page);
1490 }
1491
1492 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1493 {
1494         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1495         free_slab(s, page);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Management of partially allocated slabs.
1500  *
1501  * list_lock must be held.
1502  */
1503 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1504                                 struct page *page, int tail)
1505 {
1506         n->nr_partial++;
1507         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1508                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1509         else
1510                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1511 }
1512
1513 /*
1514  * list_lock must be held.
1515  */
1516 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1517                                         struct page *page)
1518 {
1519         list_del(&page->lru);
1520         n->nr_partial--;
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1525  * return the pointer to the freelist.
1526  *
1527  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1528  *
1529  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1530  */
1531 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1532                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1533                 int mode, int *objects)
1534 {
1535         void *freelist;
1536         unsigned long counters;
1537         struct page new;
1538
1539         /*
1540          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1541          * The old freelist is the list of objects for the
1542          * per cpu allocation list.
1543          */
1544         freelist = page->freelist;
1545         counters = page->counters;
1546         new.counters = counters;
1547         *objects = new.objects - new.inuse;
1548         if (mode) {
1549                 new.inuse = page->objects;
1550                 new.freelist = NULL;
1551         } else {
1552                 new.freelist = freelist;
1553         }
1554
1555         VM_BUG_ON(new.frozen);
1556         new.frozen = 1;
1557
1558         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1559                         freelist, counters,
1560                         new.freelist, new.counters,
1561                         "acquire_slab"))
1562                 return NULL;
1563
1564         remove_partial(n, page);
1565         WARN_ON(!freelist);
1566         return freelist;
1567 }
1568
1569 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1570 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1571
1572 /*
1573  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1574  */
1575 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1576                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1577 {
1578         struct page *page, *page2;
1579         void *object = NULL;
1580         int available = 0;
1581         int objects;
1582
1583         /*
1584          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1585          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1586          * partial slab and there is none available then get_partials()
1587          * will return NULL.
1588          */
1589         if (!n || !n->nr_partial)
1590                 return NULL;
1591
1592         spin_lock(&n->list_lock);
1593         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1594                 void *t;
1595
1596                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1597                         continue;
1598
1599                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1600                 if (!t)
1601                         break;
1602
1603                 available += objects;
1604                 if (!object) {
1605                         c->page = page;
1606                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1607                         object = t;
1608                 } else {
1609                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1610                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1611                 }
1612                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1613                         || available > s->cpu_partial / 2)
1614                         break;
1615
1616         }
1617         spin_unlock(&n->list_lock);
1618         return object;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1623  */
1624 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1625                 struct kmem_cache_cpu *c)
1626 {
1627 #ifdef CONFIG_NUMA
1628         struct zonelist *zonelist;
1629         struct zoneref *z;
1630         struct zone *zone;
1631         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1632         void *object;
1633         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1634
1635         /*
1636          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1637          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1638          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1639          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1640          *
1641          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1642          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1643          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1644          * from other nodes and filled up.
1645          *
1646          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1647          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1648          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1649          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1650          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1651          * with available objects.
1652          */
1653         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1654                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1655                 return NULL;
1656
1657         do {
1658                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1659                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1660                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1661                         struct kmem_cache_node *n;
1662
1663                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1664
1665                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1666                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1667                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1668                                 if (object) {
1669                                         /*
1670                                          * Return the object even if
1671                                          * put_mems_allowed indicated that
1672                                          * the cpuset mems_allowed was
1673                                          * updated in parallel. It's a
1674                                          * harmless race between the alloc
1675                                          * and the cpuset update.
1676                                          */
1677                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1678                                         return object;
1679                                 }
1680                         }
1681                 }
1682         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1683 #endif
1684         return NULL;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Get a partial page, lock it and return it.
1689  */
1690 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1691                 struct kmem_cache_cpu *c)
1692 {
1693         void *object;
1694         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1695
1696         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1697         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1698                 return object;
1699
1700         return get_any_partial(s, flags, c);
1701 }
1702
1703 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1704 /*
1705  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1706  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1707  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1708  */
1709 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1710 #else
1711 /*
1712  * No preemption supported therefore also no need to check for
1713  * different cpus.
1714  */
1715 #define TID_STEP 1
1716 #endif
1717
1718 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1719 {
1720         return tid + TID_STEP;
1721 }
1722
1723 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1724 {
1725         return tid % TID_STEP;
1726 }
1727
1728 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1729 {
1730         return tid / TID_STEP;
1731 }
1732
1733 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1734 {
1735         return cpu;
1736 }
1737
1738 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1739                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1740 {
1741 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1742         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1743
1744         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1745
1746 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1747         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1748                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1749                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1750         else
1751 #endif
1752         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1753                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1754                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1755         else
1756                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1757                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1758 #endif
1759         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1760 }
1761
1762 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1763 {
1764         int cpu;
1765
1766         for_each_possible_cpu(cpu)
1767                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Remove the cpu slab
1772  */
1773 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1774 {
1775         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1776         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1777         int lock = 0;
1778         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1779         void *nextfree;
1780         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1781         struct page new;
1782         struct page old;
1783
1784         if (page->freelist) {
1785                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1786                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1787         }
1788
1789         /*
1790          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1791          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1792          * last one.
1793          *
1794          * There is no need to take the list->lock because the page
1795          * is still frozen.
1796          */
1797         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1798                 void *prior;
1799                 unsigned long counters;
1800
1801                 do {
1802                         prior = page->freelist;
1803                         counters = page->counters;
1804                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1805                         new.counters = counters;
1806                         new.inuse--;
1807                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1808
1809                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1810                         prior, counters,
1811                         freelist, new.counters,
1812                         "drain percpu freelist"));
1813
1814                 freelist = nextfree;
1815         }
1816
1817         /*
1818          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1819          * list presence reflects the actual number of objects
1820          * during unfreeze.
1821          *
1822          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1823          * with the count. If there is a mismatch then the page
1824          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1825          *
1826          * Then we restart the process which may have to remove
1827          * the page from the list that we just put it on again
1828          * because the number of objects in the slab may have
1829          * changed.
1830          */
1831 redo:
1832
1833         old.freelist = page->freelist;
1834         old.counters = page->counters;
1835         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1836
1837         /* Determine target state of the slab */
1838         new.counters = old.counters;
1839         if (freelist) {
1840                 new.inuse--;
1841                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1842                 new.freelist = freelist;
1843         } else
1844                 new.freelist = old.freelist;
1845
1846         new.frozen = 0;
1847
1848         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1849                 m = M_FREE;
1850         else if (new.freelist) {
1851                 m = M_PARTIAL;
1852                 if (!lock) {
1853                         lock = 1;
1854                         /*
1855                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1856                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1857                          * is frozen
1858                          */
1859                         spin_lock(&n->list_lock);
1860                 }
1861         } else {
1862                 m = M_FULL;
1863                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1864                         lock = 1;
1865                         /*
1866                          * This also ensures that the scanning of full
1867                          * slabs from diagnostic functions will not see
1868                          * any frozen slabs.
1869                          */
1870                         spin_lock(&n->list_lock);
1871                 }
1872         }
1873
1874         if (l != m) {
1875
1876                 if (l == M_PARTIAL)
1877
1878                         remove_partial(n, page);
1879
1880                 else if (l == M_FULL)
1881
1882                         remove_full(s, page);
1883
1884                 if (m == M_PARTIAL) {
1885
1886                         add_partial(n, page, tail);
1887                         stat(s, tail);
1888
1889                 } else if (m == M_FULL) {
1890
1891                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1892                         add_full(s, n, page);
1893
1894                 }
1895         }
1896
1897         l = m;
1898         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1899                                 old.freelist, old.counters,
1900                                 new.freelist, new.counters,
1901                                 "unfreezing slab"))
1902                 goto redo;
1903
1904         if (lock)
1905                 spin_unlock(&n->list_lock);
1906
1907         if (m == M_FREE) {
1908                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1909                 discard_slab(s, page);
1910                 stat(s, FREE_SLAB);
1911         }
1912 }
1913
1914 /*
1915  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1916  *
1917  * This function must be called with interrupts disabled
1918  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1919  * to guarantee no concurrent accesses).
1920  */
1921 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1922                 struct kmem_cache_cpu *c)
1923 {
1924 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1925         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1926         struct page *page, *discard_page = NULL;
1927
1928         while ((page = c->partial)) {
1929                 struct page new;
1930                 struct page old;
1931
1932                 c->partial = page->next;
1933
1934                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1935                 if (n != n2) {
1936                         if (n)
1937                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1938
1939                         n = n2;
1940                         spin_lock(&n->list_lock);
1941                 }
1942
1943                 do {
1944
1945                         old.freelist = page->freelist;
1946                         old.counters = page->counters;
1947                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1948
1949                         new.counters = old.counters;
1950                         new.freelist = old.freelist;
1951
1952                         new.frozen = 0;
1953
1954                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1955                                 old.freelist, old.counters,
1956                                 new.freelist, new.counters,
1957                                 "unfreezing slab"));
1958
1959                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1960                         page->next = discard_page;
1961                         discard_page = page;
1962                 } else {
1963                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1964                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1965                 }
1966         }
1967
1968         if (n)
1969                 spin_unlock(&n->list_lock);
1970
1971         while (discard_page) {
1972                 page = discard_page;
1973                 discard_page = discard_page->next;
1974
1975                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1976                 discard_slab(s, page);
1977                 stat(s, FREE_SLAB);
1978         }
1979 #endif
1980 }
1981
1982 /*
1983  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1984  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1985  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1986  * onto a random cpus partial slot.
1987  *
1988  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1989  * per node partial list.
1990  */
1991 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1992 {
1993 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1994         struct page *oldpage;
1995         int pages;
1996         int pobjects;
1997
1998         do {
1999                 pages = 0;
2000                 pobjects = 0;
2001                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2002
2003                 if (oldpage) {
2004                         pobjects = oldpage->pobjects;
2005                         pages = oldpage->pages;
2006                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2007                                 unsigned long flags;
2008                                 /*
2009                                  * partial array is full. Move the existing
2010                                  * set to the per node partial list.
2011                                  */
2012                                 local_irq_save(flags);
2013                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2014                                 local_irq_restore(flags);
2015                                 oldpage = NULL;
2016                                 pobjects = 0;
2017                                 pages = 0;
2018                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2019                         }
2020                 }
2021
2022                 pages++;
2023                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2024
2025                 page->pages = pages;
2026                 page->pobjects = pobjects;
2027                 page->next = oldpage;
2028
2029         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
2030 #endif
2031 }
2032
2033 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2034 {
2035         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2036         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2037
2038         c->tid = next_tid(c->tid);
2039         c->page = NULL;
2040         c->freelist = NULL;
2041 }
2042
2043 /*
2044  * Flush cpu slab.
2045  *
2046  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2047  */
2048 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2049 {
2050         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2051
2052         if (likely(c)) {
2053                 if (c->page)
2054                         flush_slab(s, c);
2055
2056                 unfreeze_partials(s, c);
2057         }
2058 }
2059
2060 static void flush_cpu_slab(void *d)
2061 {
2062         struct kmem_cache *s = d;
2063
2064         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2065 }
2066
2067 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2068 {
2069         struct kmem_cache *s = info;
2070         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2071
2072         return c->page || c->partial;
2073 }
2074
2075 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2076 {
2077         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2082  * locality expectations.
2083  */
2084 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2085 {
2086 #ifdef CONFIG_NUMA
2087         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2088                 return 0;
2089 #endif
2090         return 1;
2091 }
2092
2093 static int count_free(struct page *page)
2094 {
2095         return page->objects - page->inuse;
2096 }
2097
2098 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2099                                         int (*get_count)(struct page *))
2100 {
2101         unsigned long flags;
2102         unsigned long x = 0;
2103         struct page *page;
2104
2105         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2106         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2107                 x += get_count(page);
2108         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2109         return x;
2110 }
2111
2112 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2113 {
2114 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2115         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2116 #else
2117         return 0;
2118 #endif
2119 }
2120
2121 static noinline void
2122 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2123 {
2124         int node;
2125
2126         printk(KERN_WARNING
2127                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2128                 nid, gfpflags);
2129         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2130                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2131                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2132
2133         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2134                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2135                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2136
2137         for_each_online_node(node) {
2138                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2139                 unsigned long nr_slabs;
2140                 unsigned long nr_objs;
2141                 unsigned long nr_free;
2142
2143                 if (!n)
2144                         continue;
2145
2146                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2147                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2148                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2149
2150                 printk(KERN_WARNING
2151                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2152                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2153         }
2154 }
2155
2156 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2157                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2158 {
2159         void *freelist;
2160         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2161         struct page *page;
2162
2163         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2164
2165         if (freelist)
2166                 return freelist;
2167
2168         page = new_slab(s, flags, node);
2169         if (page) {
2170                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2171                 if (c->page)
2172                         flush_slab(s, c);
2173
2174                 /*
2175                  * No other reference to the page yet so we can
2176                  * muck around with it freely without cmpxchg
2177                  */
2178                 freelist = page->freelist;
2179                 page->freelist = NULL;
2180
2181                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2182                 c->page = page;
2183                 *pc = c;
2184         } else
2185                 freelist = NULL;
2186
2187         return freelist;
2188 }
2189
2190 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2191 {
2192         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2193                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2194
2195         return true;
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2200  * or deactivate the page.
2201  *
2202  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2203  *
2204  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2205  *
2206  * This function must be called with interrupt disabled.
2207  */
2208 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2209 {
2210         struct page new;
2211         unsigned long counters;
2212         void *freelist;
2213
2214         do {
2215                 freelist = page->freelist;
2216                 counters = page->counters;
2217
2218                 new.counters = counters;
2219                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2220
2221                 new.inuse = page->objects;
2222                 new.frozen = freelist != NULL;
2223
2224         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2225                 freelist, counters,
2226                 NULL, new.counters,
2227                 "get_freelist"));
2228
2229         return freelist;
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2234  * debugging duties.
2235  *
2236  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2237  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2238  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2239  *
2240  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2241  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2242  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2243  *
2244  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2245  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2246  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2247  */
2248 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2249                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2250 {
2251         void *freelist;
2252         struct page *page;
2253         unsigned long flags;
2254
2255         local_irq_save(flags);
2256 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2257         /*
2258          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2259          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2260          * pointer.
2261          */
2262         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2263 #endif
2264
2265         page = c->page;
2266         if (!page)
2267                 goto new_slab;
2268 redo:
2269
2270         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2271                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2272                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2273                 c->page = NULL;
2274                 c->freelist = NULL;
2275                 goto new_slab;
2276         }
2277
2278         /*
2279          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2280          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2281          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2282          */
2283         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2284                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2285                 c->page = NULL;
2286                 c->freelist = NULL;
2287                 goto new_slab;
2288         }
2289
2290         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2291         freelist = c->freelist;
2292         if (freelist)
2293                 goto load_freelist;
2294
2295         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2296
2297         freelist = get_freelist(s, page);
2298
2299         if (!freelist) {
2300                 c->page = NULL;
2301                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2302                 goto new_slab;
2303         }
2304
2305         stat(s, ALLOC_REFILL);
2306
2307 load_freelist:
2308         /*
2309          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2310          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2311          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2312          */
2313         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2314         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2315         c->tid = next_tid(c->tid);
2316         local_irq_restore(flags);
2317         return freelist;
2318
2319 new_slab:
2320
2321         if (c->partial) {
2322                 page = c->page = c->partial;
2323                 c->partial = page->next;
2324                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2325                 c->freelist = NULL;
2326                 goto redo;
2327         }
2328
2329         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2330
2331         if (unlikely(!freelist)) {
2332                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2333                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2334
2335                 local_irq_restore(flags);
2336                 return NULL;
2337         }
2338
2339         page = c->page;
2340         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2341                 goto load_freelist;
2342
2343         /* Only entered in the debug case */
2344         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2345                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2346
2347         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2348         c->page = NULL;
2349         c->freelist = NULL;
2350         local_irq_restore(flags);
2351         return freelist;
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2356  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2357  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2358  *
2359  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2360  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2361  *
2362  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2363  */
2364 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2365                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2366 {
2367         void **object;
2368         struct kmem_cache_cpu *c;
2369         struct page *page;
2370         unsigned long tid;
2371
2372         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2373                 return NULL;
2374
2375         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2376 redo:
2377         /*
2378          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2379          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2380          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2381          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2382          *
2383          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2384          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2385          * on a different processor between the determination of the pointer
2386          * and the retrieval of the tid.
2387          */
2388         preempt_disable();
2389         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2390
2391         /*
2392          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2393          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2394          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2395          * linked list in between.
2396          */
2397         tid = c->tid;
2398         preempt_enable();
2399
2400         object = c->freelist;
2401         page = c->page;
2402         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node)))
2403                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2404
2405         else {
2406                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2407
2408                 /*
2409                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2410                  * operation and if we are on the right processor.
2411                  *
2412                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2413                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2414                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2415                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2416                  *
2417                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2418                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2419                  */
2420                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2421                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2422                                 object, tid,
2423                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2424
2425                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2426                         goto redo;
2427                 }
2428                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2429                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2430         }
2431
2432         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2433                 memset(object, 0, s->object_size);
2434
2435         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2436
2437         return object;
2438 }
2439
2440 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2441                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2442 {
2443         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2444 }
2445
2446 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2447 {
2448         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2449
2450         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2451
2452         return ret;
2453 }
2454 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2455
2456 #ifdef CONFIG_TRACING
2457 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2458 {
2459         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2460         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2461         return ret;
2462 }
2463 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2464
2465 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2466 {
2467         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2468         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2469         return ret;
2470 }
2471 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2472 #endif
2473
2474 #ifdef CONFIG_NUMA
2475 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2476 {
2477         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2478
2479         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2480                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2481
2482         return ret;
2483 }
2484 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2485
2486 #ifdef CONFIG_TRACING
2487 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2488                                     gfp_t gfpflags,
2489                                     int node, size_t size)
2490 {
2491         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2492
2493         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2494                            size, s->size, gfpflags, node);
2495         return ret;
2496 }
2497 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2498 #endif
2499 #endif
2500
2501 /*
2502  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2503  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2504  *
2505  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2506  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2507  * handling required then we can return immediately.
2508  */
2509 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2510                         void *x, unsigned long addr)
2511 {
2512         void *prior;
2513         void **object = (void *)x;
2514         int was_frozen;
2515         struct page new;
2516         unsigned long counters;
2517         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2518         unsigned long uninitialized_var(flags);
2519
2520         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2521
2522         if (kmem_cache_debug(s) &&
2523                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2524                 return;
2525
2526         do {
2527                 if (unlikely(n)) {
2528                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2529                         n = NULL;
2530                 }
2531                 prior = page->freelist;
2532                 counters = page->counters;
2533                 set_freepointer(s, object, prior);
2534                 new.counters = counters;
2535                 was_frozen = new.frozen;
2536                 new.inuse--;
2537                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2538
2539                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior)
2540
2541                                 /*
2542                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2543                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2544                                  */
2545                                 new.frozen = 1;
2546
2547                         else { /* Needs to be taken off a list */
2548
2549                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2550                                 /*
2551                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2552                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2553                                  * drop the list_lock without any processing.
2554                                  *
2555                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2556                                  * other processors updating the list of slabs.
2557                                  */
2558                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2559
2560                         }
2561                 }
2562
2563         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2564                 prior, counters,
2565                 object, new.counters,
2566                 "__slab_free"));
2567
2568         if (likely(!n)) {
2569
2570                 /*
2571                  * If we just froze the page then put it onto the
2572                  * per cpu partial list.
2573                  */
2574                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2575                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2576                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2577                 }
2578                 /*
2579                  * The list lock was not taken therefore no list
2580                  * activity can be necessary.
2581                  */
2582                 if (was_frozen)
2583                         stat(s, FREE_FROZEN);
2584                 return;
2585         }
2586
2587         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2588                 goto slab_empty;
2589
2590         /*
2591          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2592          * then add it.
2593          */
2594         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2595                 if (kmem_cache_debug(s))
2596                         remove_full(s, page);
2597                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2598                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2599         }
2600         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2601         return;
2602
2603 slab_empty:
2604         if (prior) {
2605                 /*
2606                  * Slab on the partial list.
2607                  */
2608                 remove_partial(n, page);
2609                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2610         } else
2611                 /* Slab must be on the full list */
2612                 remove_full(s, page);
2613
2614         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2615         stat(s, FREE_SLAB);
2616         discard_slab(s, page);
2617 }
2618
2619 /*
2620  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2621  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2622  *
2623  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2624  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2625  * the item before.
2626  *
2627  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2628  * with all sorts of special processing.
2629  */
2630 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2631                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2632 {
2633         void **object = (void *)x;
2634         struct kmem_cache_cpu *c;
2635         unsigned long tid;
2636
2637         slab_free_hook(s, x);
2638
2639 redo:
2640         /*
2641          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2642          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2643          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2644          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2645          */
2646         preempt_disable();
2647         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2648
2649         tid = c->tid;
2650         preempt_enable();
2651
2652         if (likely(page == c->page)) {
2653                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2654
2655                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2656                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2657                                 c->freelist, tid,
2658                                 object, next_tid(tid)))) {
2659
2660                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2661                         goto redo;
2662                 }
2663                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2664         } else
2665                 __slab_free(s, page, x, addr);
2666
2667 }
2668
2669 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2670 {
2671         s = cache_from_obj(s, x);
2672         if (!s)
2673                 return;
2674         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2675         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2676 }
2677 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2678
2679 /*
2680  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2681  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2682  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2683  * another.
2684  *
2685  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2686  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2687  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2688  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2689  * locking overhead.
2690  */
2691
2692 /*
2693  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2694  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2695  * and increases the number of allocations possible without having to
2696  * take the list_lock.
2697  */
2698 static int slub_min_order;
2699 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2700 static int slub_min_objects;
2701
2702 /*
2703  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2704  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2705  */
2706 static int slub_nomerge;
2707
2708 /*
2709  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2710  *
2711  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2712  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2713  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2714  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2715  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2716  * would be wasted.
2717  *
2718  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2719  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2720  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2721  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2722  *
2723  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2724  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2725  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2726  * of space in favor of a small page order.
2727  *
2728  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2729  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2730  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2731  * the smallest order which will fit the object.
2732  */
2733 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2734                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2735 {
2736         int order;
2737         int rem;
2738         int min_order = slub_min_order;
2739
2740         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2741                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2742
2743         for (order = max(min_order,
2744                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2745                         order <= max_order; order++) {
2746
2747                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2748
2749                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2750                         continue;
2751
2752                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2753
2754                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2755                         break;
2756
2757         }
2758
2759         return order;
2760 }
2761
2762 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2763 {
2764         int order;
2765         int min_objects;
2766         int fraction;
2767         int max_objects;
2768
2769         /*
2770          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2771          * works by first attempting to generate a layout with
2772          * the best configuration and backing off gradually.
2773          *
2774          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2775          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2776          */
2777         min_objects = slub_min_objects;
2778         if (!min_objects)
2779                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2780         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2781         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2782
2783         while (min_objects > 1) {
2784                 fraction = 16;
2785                 while (fraction >= 4) {
2786                         order = slab_order(size, min_objects,
2787                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2788                         if (order <= slub_max_order)
2789                                 return order;
2790                         fraction /= 2;
2791                 }
2792                 min_objects--;
2793         }
2794
2795         /*
2796          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2797          * lets see if we can place a single object there.
2798          */
2799         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2800         if (order <= slub_max_order)
2801                 return order;
2802
2803         /*
2804          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2805          */
2806         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2807         if (order < MAX_ORDER)
2808                 return order;
2809         return -ENOSYS;
2810 }
2811
2812 static void
2813 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2814 {
2815         n->nr_partial = 0;
2816         spin_lock_init(&n->list_lock);
2817         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2818 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2819         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2820         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2821         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2822 #endif
2823 }
2824
2825 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2826 {
2827         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2828                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2829
2830         /*
2831          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2832          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2833          */
2834         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2835                                      2 * sizeof(void *));
2836
2837         if (!s->cpu_slab)
2838                 return 0;
2839
2840         init_kmem_cache_cpus(s);
2841
2842         return 1;
2843 }
2844
2845 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2846
2847 /*
2848  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2849  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2850  * possible.
2851  *
2852  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
2853  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
2854  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2855  */
2856 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2857 {
2858         struct page *page;
2859         struct kmem_cache_node *n;
2860
2861         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2862
2863         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2864
2865         BUG_ON(!page);
2866         if (page_to_nid(page) != node) {
2867                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2868                                 "node %d\n", node);
2869                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2870                                 "in order to be able to continue\n");
2871         }
2872
2873         n = page->freelist;
2874         BUG_ON(!n);
2875         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2876         page->inuse = 1;
2877         page->frozen = 0;
2878         kmem_cache_node->node[node] = n;
2879 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2880         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2881         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2882 #endif
2883         init_kmem_cache_node(n);
2884         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2885
2886         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2887 }
2888
2889 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2890 {
2891         int node;
2892
2893         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2894                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2895
2896                 if (n)
2897                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2898
2899                 s->node[node] = NULL;
2900         }
2901 }
2902
2903 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2904 {
2905         int node;
2906
2907         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2908                 struct kmem_cache_node *n;
2909
2910                 if (slab_state == DOWN) {
2911                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2912                         continue;
2913                 }
2914                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2915                                                 GFP_KERNEL, node);
2916
2917                 if (!n) {
2918                         free_kmem_cache_nodes(s);
2919                         return 0;
2920                 }
2921
2922                 s->node[node] = n;
2923                 init_kmem_cache_node(n);
2924         }
2925         return 1;
2926 }
2927
2928 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2929 {
2930         if (min < MIN_PARTIAL)
2931                 min = MIN_PARTIAL;
2932         else if (min > MAX_PARTIAL)
2933                 min = MAX_PARTIAL;
2934         s->min_partial = min;
2935 }
2936
2937 /*
2938  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2939  * a slab object.
2940  */
2941 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2942 {
2943         unsigned long flags = s->flags;
2944         unsigned long size = s->object_size;
2945         int order;
2946
2947         /*
2948          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2949          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2950          * the possible location of the free pointer.
2951          */
2952         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2953
2954 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2955         /*
2956          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2957          * the slab may touch the object after free or before allocation
2958          * then we should never poison the object itself.
2959          */
2960         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2961                         !s->ctor)
2962                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2963         else
2964                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2965
2966
2967         /*
2968          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2969          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2970          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2971          */
2972         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2973                 size += sizeof(void *);
2974 #endif
2975
2976         /*
2977          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2978          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2979          */
2980         s->inuse = size;
2981
2982         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2983                 s->ctor)) {
2984                 /*
2985                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2986                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2987                  * kmem_cache_free.
2988                  *
2989                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2990                  * destructor or are poisoning the objects.
2991                  */
2992                 s->offset = size;
2993                 size += sizeof(void *);
2994         }
2995
2996 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2997         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2998                 /*
2999                  * Need to store information about allocs and frees after
3000                  * the object.
3001                  */
3002                 size += 2 * sizeof(struct track);
3003
3004         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3005                 /*
3006                  * Add some empty padding so that we can catch
3007                  * overwrites from earlier objects rather than let
3008                  * tracking information or the free pointer be
3009                  * corrupted if a user writes before the start
3010                  * of the object.
3011                  */
3012                 size += sizeof(void *);
3013 #endif
3014
3015         /*
3016          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3017          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3018          * each object to conform to the alignment.
3019          */
3020         size = ALIGN(size, s->align);
3021         s->size = size;
3022         if (forced_order >= 0)
3023                 order = forced_order;
3024         else
3025                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3026
3027         if (order < 0)
3028                 return 0;
3029
3030         s->allocflags = 0;
3031         if (order)
3032                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3033
3034         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3035                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3036
3037         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3038                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3039
3040         /*
3041          * Determine the number of objects per slab
3042          */
3043         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3044         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3045         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3046                 s->max = s->oo;
3047
3048         return !!oo_objects(s->oo);
3049 }
3050
3051 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3052 {
3053         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3054         s->reserved = 0;
3055
3056         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3057                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3058
3059         if (!calculate_sizes(s, -1))
3060                 goto error;
3061         if (disable_higher_order_debug) {
3062                 /*
3063                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3064                  * order increased.
3065                  */
3066                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3067                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3068                         s->offset = 0;
3069                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3070                                 goto error;
3071                 }
3072         }
3073
3074 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3075     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3076         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3077                 /* Enable fast mode */
3078                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3079 #endif
3080
3081         /*
3082          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3083          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3084          */
3085         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3086
3087         /*
3088          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3089          * per cpu partial lists of a processor.
3090          *
3091          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3092          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3093          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3094          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3095          *
3096          * This setting also determines
3097          *
3098          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3099          *    per node list when we reach the limit.
3100          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3101          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3102          *    to keep some capacity around for frees.
3103          */
3104         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3105                 s->cpu_partial = 0;
3106         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3107                 s->cpu_partial = 2;
3108         else if (s->size >= 1024)
3109                 s->cpu_partial = 6;
3110         else if (s->size >= 256)
3111                 s->cpu_partial = 13;
3112         else
3113                 s->cpu_partial = 30;
3114
3115 #ifdef CONFIG_NUMA
3116         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3117 #endif
3118         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3119                 goto error;
3120
3121         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3122                 return 0;
3123
3124         free_kmem_cache_nodes(s);
3125 error:
3126         if (flags & SLAB_PANIC)
3127                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3128                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3129                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size, oo_order(s->oo),
3130                         s->offset, flags);
3131         return -EINVAL;
3132 }
3133
3134 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3135                                                         const char *text)
3136 {
3137 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3138         void *addr = page_address(page);
3139         void *p;
3140         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3141                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3142         if (!map)
3143                 return;
3144         slab_err(s, page, text, s->name);
3145         slab_lock(page);
3146
3147         get_map(s, page, map);
3148         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3149
3150                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3151                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3152                                                         p, p - addr);
3153                         print_tracking(s, p);
3154                 }
3155         }
3156         slab_unlock(page);
3157         kfree(map);
3158 #endif
3159 }
3160
3161 /*
3162  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3163  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3164  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3165  */
3166 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3167 {
3168         struct page *page, *h;
3169
3170         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3171                 if (!page->inuse) {
3172                         remove_partial(n, page);
3173                         discard_slab(s, page);
3174                 } else {
3175                         list_slab_objects(s, page,
3176                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3177                 }
3178         }
3179 }
3180
3181 /*
3182  * Release all resources used by a slab cache.
3183  */
3184 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3185 {
3186         int node;
3187
3188         flush_all(s);
3189         /* Attempt to free all objects */
3190         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3191                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3192
3193                 free_partial(s, n);
3194                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3195                         return 1;
3196         }
3197         free_percpu(s->cpu_slab);
3198         free_kmem_cache_nodes(s);
3199         return 0;
3200 }
3201
3202 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3203 {
3204         int rc = kmem_cache_close(s);
3205
3206         if (!rc) {
3207                 /*
3208                  * We do the same lock strategy around sysfs_slab_add, see
3209                  * __kmem_cache_create. Because this is pretty much the last
3210                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3211                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3212                  * to a later point in common code. We should do that when we
3213                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3214                  */
3215                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3216                 sysfs_slab_remove(s);
3217                 mutex_lock(&slab_mutex);
3218         }
3219
3220         return rc;
3221 }
3222
3223 /********************************************************************
3224  *              Kmalloc subsystem
3225  *******************************************************************/
3226
3227 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3228 {
3229         get_option(&str, &slub_min_order);
3230
3231         return 1;
3232 }
3233
3234 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3235
3236 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3237 {
3238         get_option(&str, &slub_max_order);
3239         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3240
3241         return 1;
3242 }
3243
3244 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3245
3246 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3247 {
3248         get_option(&str, &slub_min_objects);
3249
3250         return 1;
3251 }
3252
3253 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3254
3255 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3256 {
3257         slub_nomerge = 1;
3258         return 1;
3259 }
3260
3261 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3262
3263 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3264 {
3265         struct kmem_cache *s;
3266         void *ret;
3267
3268         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3269                 return kmalloc_large(size, flags);
3270
3271         s = kmalloc_slab(size, flags);
3272
3273         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3274                 return s;
3275
3276         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3277
3278         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3279
3280         return ret;
3281 }
3282 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3283
3284 #ifdef CONFIG_NUMA
3285 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3286 {
3287         struct page *page;
3288         void *ptr = NULL;
3289
3290         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3291         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3292         if (page)
3293                 ptr = page_address(page);
3294
3295         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3296         return ptr;
3297 }
3298
3299 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3300 {
3301         struct kmem_cache *s;
3302         void *ret;
3303
3304         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3305                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3306
3307                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3308                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3309                                    flags, node);
3310
3311                 return ret;
3312         }
3313
3314         s = kmalloc_slab(size, flags);
3315
3316         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3317                 return s;
3318
3319         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3320
3321         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3322
3323         return ret;
3324 }
3325 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3326 #endif
3327
3328 size_t ksize(const void *object)
3329 {
3330         struct page *page;
3331
3332         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3333                 return 0;
3334
3335         page = virt_to_head_page(object);
3336
3337         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3338                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3339                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3340         }
3341
3342         return slab_ksize(page->slab_cache);
3343 }
3344 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3345
3346 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3347 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3348 {
3349         struct page *page;
3350         void *object = (void *)x;
3351         unsigned long flags;
3352         bool rv;
3353
3354         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3355                 return false;
3356
3357         local_irq_save(flags);
3358
3359         page = virt_to_head_page(x);
3360         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3361                 /* maybe it was from stack? */
3362                 rv = true;
3363                 goto out_unlock;
3364         }
3365
3366         slab_lock(page);
3367         if (on_freelist(page->slab_cache, page, object)) {
3368                 object_err(page->slab_cache, page, object, "Object is on free-list");
3369                 rv = false;
3370         } else {
3371                 rv = true;
3372         }
3373         slab_unlock(page);
3374
3375 out_unlock:
3376         local_irq_restore(flags);
3377         return rv;
3378 }
3379 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3380 #endif
3381
3382 void kfree(const void *x)
3383 {
3384         struct page *page;
3385         void *object = (void *)x;
3386
3387         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3388
3389         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3390                 return;
3391
3392         page = virt_to_head_page(x);
3393         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3394                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3395                 kfree_hook(x);
3396                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3397                 return;
3398         }
3399         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3400 }
3401 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3402
3403 /*
3404  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3405  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3406  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3407  * and thus they can be removed from the partial lists.
3408  *
3409  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3410  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3411  * are freed in them.
3412  */
3413 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3414 {
3415         int node;
3416         int i;
3417         struct kmem_cache_node *n;
3418         struct page *page;
3419         struct page *t;
3420         int objects = oo_objects(s->max);
3421         struct list_head *slabs_by_inuse =
3422                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3423         unsigned long flags;
3424
3425         if (!slabs_by_inuse)
3426                 return -ENOMEM;
3427
3428         flush_all(s);
3429         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3430                 n = get_node(s, node);
3431
3432                 if (!n->nr_partial)
3433                         continue;
3434
3435                 for (i = 0; i < objects; i++)
3436                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3437
3438                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3439
3440                 /*
3441                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3442                  *
3443                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3444                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3445                  */
3446                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3447                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3448                         if (!page->inuse)
3449                                 n->nr_partial--;
3450                 }
3451
3452                 /*
3453                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3454                  * first and the least used slabs at the end.
3455                  */
3456                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3457                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3458
3459                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3460
3461                 /* Release empty slabs */
3462                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3463                         discard_slab(s, page);
3464         }
3465
3466         kfree(slabs_by_inuse);
3467         return 0;
3468 }
3469 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3470
3471 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3472 {
3473         struct kmem_cache *s;
3474
3475         mutex_lock(&slab_mutex);
3476         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3477                 kmem_cache_shrink(s);
3478         mutex_unlock(&slab_mutex);
3479
3480         return 0;
3481 }
3482
3483 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3484 {
3485         struct kmem_cache_node *n;
3486         struct kmem_cache *s;
3487         struct memory_notify *marg = arg;
3488         int offline_node;
3489
3490         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3491
3492         /*
3493          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3494          * for it yet.
3495          */
3496         if (offline_node < 0)
3497                 return;
3498
3499         mutex_lock(&slab_mutex);
3500         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3501                 n = get_node(s, offline_node);
3502                 if (n) {
3503                         /*
3504                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3505                          * that is going down. We were unable to free them,
3506                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3507                          * callback. So, we must fail.
3508                          */
3509                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3510
3511                         s->node[offline_node] = NULL;
3512                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3513                 }
3514         }
3515         mutex_unlock(&slab_mutex);
3516 }
3517
3518 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3519 {
3520         struct kmem_cache_node *n;
3521         struct kmem_cache *s;
3522         struct memory_notify *marg = arg;
3523         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3524         int ret = 0;
3525
3526         /*
3527          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3528          * already created. Nothing to do.
3529          */
3530         if (nid < 0)
3531                 return 0;
3532
3533         /*
3534          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3535          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3536          * online.
3537          */
3538         mutex_lock(&slab_mutex);
3539         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3540                 /*
3541                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3542                  *      since memory is not yet available from the node that
3543                  *      is brought up.
3544                  */
3545                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3546                 if (!n) {
3547                         ret = -ENOMEM;
3548                         goto out;
3549                 }
3550                 init_kmem_cache_node(n);
3551                 s->node[nid] = n;
3552         }
3553 out:
3554         mutex_unlock(&slab_mutex);
3555         return ret;
3556 }
3557
3558 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3559                                 unsigned long action, void *arg)
3560 {
3561         int ret = 0;
3562
3563         switch (action) {
3564         case MEM_GOING_ONLINE:
3565                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3566                 break;
3567         case MEM_GOING_OFFLINE:
3568                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3569                 break;
3570         case MEM_OFFLINE:
3571         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3572                 slab_mem_offline_callback(arg);
3573                 break;
3574         case MEM_ONLINE:
3575         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3576                 break;
3577         }
3578         if (ret)
3579                 ret = notifier_from_errno(ret);
3580         else
3581                 ret = NOTIFY_OK;
3582         return ret;
3583 }
3584
3585 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3586         .notifier_call = slab_memory_callback,
3587         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3588 };
3589
3590 /********************************************************************
3591  *                      Basic setup of slabs
3592  *******************************************************************/
3593
3594 /*
3595  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3596  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3597  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3598  */
3599
3600 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3601 {
3602         int node;
3603         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3604
3605         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3606
3607         /*
3608          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3609          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3610          * IPIs around.
3611          */
3612         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3613         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3614                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3615                 struct page *p;
3616
3617                 if (n) {
3618                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3619                                 p->slab_cache = s;
3620
3621 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3622                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3623                                 p->slab_cache = s;
3624 #endif
3625                 }
3626         }
3627         list_add(&s->list, &slab_caches);
3628         return s;
3629 }
3630
3631 void __init kmem_cache_init(void)
3632 {
3633         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3634                 boot_kmem_cache_node;
3635
3636         if (debug_guardpage_minorder())
3637                 slub_max_order = 0;
3638
3639         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3640         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3641
3642         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3643                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3644
3645         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3646
3647         /* Able to allocate the per node structures */
3648         slab_state = PARTIAL;
3649
3650         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3651                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3652                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3653                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3654
3655         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3656
3657         /*
3658          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3659          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3660          * update any list pointers.
3661          */
3662         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3663
3664         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3665         create_kmalloc_caches(0);
3666
3667 #ifdef CONFIG_SMP
3668         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3669 #endif
3670
3671         printk(KERN_INFO
3672                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3673                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3674                 cache_line_size(),
3675                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3676                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3677 }
3678
3679 void __init kmem_cache_init_late(void)
3680 {
3681 }
3682
3683 /*
3684  * Find a mergeable slab cache
3685  */
3686 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3687 {
3688         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3689                 return 1;
3690
3691         if (s->ctor)
3692                 return 1;
3693
3694         /*
3695          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3696          */
3697         if (s->refcount < 0)
3698                 return 1;
3699
3700         return 0;
3701 }
3702
3703 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3704                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3705                 void (*ctor)(void *))
3706 {
3707         struct kmem_cache *s;
3708
3709         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3710                 return NULL;
3711
3712         if (ctor)
3713                 return NULL;
3714
3715         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3716         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3717         size = ALIGN(size, align);
3718         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3719
3720         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3721                 if (slab_unmergeable(s))
3722                         continue;
3723
3724                 if (size > s->size)
3725                         continue;
3726
3727                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3728                                 continue;
3729                 /*
3730                  * Check if alignment is compatible.
3731                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3732                  */
3733                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3734                         continue;
3735
3736                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3737                         continue;
3738
3739                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3740                         continue;
3741
3742                 return s;
3743         }
3744         return NULL;
3745 }
3746
3747 struct kmem_cache *
3748 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3749                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3750 {
3751         struct kmem_cache *s;
3752
3753         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3754         if (s) {
3755                 s->refcount++;
3756                 /*
3757                  * Adjust the object sizes so that we clear
3758                  * the complete object on kzalloc.
3759                  */
3760                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3761                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3762
3763                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3764                         s->refcount--;
3765                         s = NULL;
3766                 }
3767         }
3768
3769         return s;
3770 }
3771
3772 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3773 {
3774         int err;
3775
3776         err = kmem_cache_open(s, flags);
3777         if (err)
3778                 return err;
3779
3780         /* Mutex is not taken during early boot */
3781         if (slab_state <= UP)
3782                 return 0;
3783
3784         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3785         mutex_unlock(&slab_mutex);
3786         err = sysfs_slab_add(s);
3787         mutex_lock(&slab_mutex);
3788
3789         if (err)
3790                 kmem_cache_close(s);
3791
3792         return err;
3793 }
3794
3795 #ifdef CONFIG_SMP
3796 /*
3797  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3798  * necessary.
3799  */
3800 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3801                 unsigned long action, void *hcpu)
3802 {
3803         long cpu = (long)hcpu;
3804         struct kmem_cache *s;
3805         unsigned long flags;
3806
3807         switch (action) {
3808         case CPU_UP_CANCELED:
3809         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3810         case CPU_DEAD:
3811         case CPU_DEAD_FROZEN:
3812                 mutex_lock(&slab_mutex);
3813                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3814                         local_irq_save(flags);
3815                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3816                         local_irq_restore(flags);
3817                 }
3818                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3819                 break;
3820         default:
3821                 break;
3822         }
3823         return NOTIFY_OK;
3824 }
3825
3826 static struct notifier_block slab_notifier = {
3827         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3828 };
3829
3830 #endif
3831
3832 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3833 {
3834         struct kmem_cache *s;
3835         void *ret;
3836
3837         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3838                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3839
3840         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3841
3842         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3843                 return s;
3844
3845         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3846
3847         /* Honor the call site pointer we received. */
3848         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3849
3850         return ret;
3851 }
3852
3853 #ifdef CONFIG_NUMA
3854 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3855                                         int node, unsigned long caller)
3856 {
3857         struct kmem_cache *s;
3858         void *ret;
3859
3860         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3861                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3862
3863                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3864                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3865                                    gfpflags, node);
3866
3867                 return ret;
3868         }
3869
3870         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3871
3872         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3873                 return s;
3874
3875         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3876
3877         /* Honor the call site pointer we received. */
3878         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3879
3880         return ret;
3881 }
3882 #endif
3883
3884 #ifdef CONFIG_SYSFS
3885 static int count_inuse(struct page *page)
3886 {
3887         return page->inuse;
3888 }
3889
3890 static int count_total(struct page *page)
3891 {
3892         return page->objects;
3893 }
3894 #endif
3895
3896 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3897 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3898                                                 unsigned long *map)
3899 {
3900         void *p;
3901         void *addr = page_address(page);
3902
3903         if (!check_slab(s, page) ||
3904                         !on_freelist(s, page, NULL))
3905                 return 0;
3906
3907         /* Now we know that a valid freelist exists */
3908         bitmap_zero(map, page->objects);
3909
3910         get_map(s, page, map);
3911         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3912                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3913                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3914                                 return 0;
3915         }
3916
3917         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3918                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3919                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3920                                 return 0;
3921         return 1;
3922 }
3923
3924 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3925                                                 unsigned long *map)
3926 {
3927         slab_lock(page);
3928         validate_slab(s, page, map);
3929         slab_unlock(page);
3930 }
3931
3932 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3933                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3934 {
3935         unsigned long count = 0;
3936         struct page *page;
3937         unsigned long flags;
3938
3939         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3940
3941         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3942                 validate_slab_slab(s, page, map);
3943                 count++;
3944         }
3945         if (count != n->nr_partial)
3946                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3947                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3948
3949         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3950                 goto out;
3951
3952         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3953                 validate_slab_slab(s, page, map);
3954                 count++;
3955         }
3956         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3957                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3958                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3959                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3960
3961 out:
3962         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3963         return count;
3964 }
3965
3966 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3967 {
3968         int node;
3969         unsigned long count = 0;
3970         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3971                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3972
3973         if (!map)
3974                 return -ENOMEM;
3975
3976         flush_all(s);
3977         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3978                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3979
3980                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3981         }
3982         kfree(map);
3983         return count;
3984 }
3985 /*
3986  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3987  * and freed.
3988  */
3989
3990 struct location {
3991         unsigned long count;
3992         unsigned long addr;
3993         long long sum_time;
3994         long min_time;
3995         long max_time;
3996         long min_pid;
3997         long max_pid;
3998         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3999         nodemask_t nodes;
4000 };
4001
4002 struct loc_track {
4003         unsigned long max;
4004         unsigned long count;
4005         struct location *loc;
4006 };
4007
4008 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4009 {
4010         if (t->max)
4011                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4012                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4013 }
4014
4015 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4016 {
4017         struct location *l;
4018         int order;
4019
4020         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4021
4022         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4023         if (!l)
4024                 return 0;
4025
4026         if (t->count) {
4027                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4028                 free_loc_track(t);
4029         }
4030         t->max = max;
4031         t->loc = l;
4032         return 1;
4033 }
4034
4035 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4036                                 const struct track *track)
4037 {
4038         long start, end, pos;
4039         struct location *l;
4040         unsigned long caddr;
4041         unsigned long age = jiffies - track->when;
4042
4043         start = -1;
4044         end = t->count;
4045
4046         for ( ; ; ) {
4047                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4048
4049                 /*
4050                  * There is nothing at "end". If we end up there
4051                  * we need to add something to before end.
4052                  */
4053                 if (pos == end)
4054                         break;
4055
4056                 caddr = t->loc[pos].addr;
4057                 if (track->addr == caddr) {
4058
4059                         l = &t->loc[pos];
4060                         l->count++;
4061                         if (track->when) {
4062                                 l->sum_time += age;
4063                                 if (age < l->min_time)
4064                                         l->min_time = age;
4065                                 if (age > l->max_time)
4066                                         l->max_time = age;
4067
4068                                 if (track->pid < l->min_pid)
4069                                         l->min_pid = track->pid;
4070                                 if (track->pid > l->max_pid)
4071                                         l->max_pid = track->pid;
4072
4073                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4074                                                 to_cpumask(l->cpus));
4075                         }
4076                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4077                         return 1;
4078                 }
4079
4080                 if (track->addr < caddr)
4081                         end = pos;
4082                 else
4083                         start = pos;
4084         }
4085
4086         /*
4087          * Not found. Insert new tracking element.
4088          */
4089         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4090                 return 0;
4091
4092         l = t->loc + pos;
4093         if (pos < t->count)
4094                 memmove(l + 1, l,
4095                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4096         t->count++;
4097         l->count = 1;
4098         l->addr = track->addr;
4099         l->sum_time = age;
4100         l->min_time = age;
4101         l->max_time = age;
4102         l->min_pid = track->pid;
4103         l->max_pid = track->pid;
4104         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4105         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4106         nodes_clear(l->nodes);
4107         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4108         return 1;
4109 }
4110
4111 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4112                 struct page *page, enum track_item alloc,
4113                 unsigned long *map)
4114 {
4115         void *addr = page_address(page);
4116         void *p;
4117
4118         bitmap_zero(map, page->objects);
4119         get_map(s, page, map);
4120
4121         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4122                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4123                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4124 }
4125
4126 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4127                                         enum track_item alloc)
4128 {
4129         int len = 0;
4130         unsigned long i;
4131         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4132         int node;
4133         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4134                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4135
4136         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4137                                      GFP_TEMPORARY)) {
4138                 kfree(map);
4139                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4140         }
4141         /* Push back cpu slabs */
4142         flush_all(s);
4143
4144         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4145                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4146                 unsigned long flags;
4147                 struct page *page;
4148
4149                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4150                         continue;
4151
4152                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4153                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4154                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4155                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4156                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4157                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4158         }
4159
4160         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4161                 struct location *l = &t.loc[i];
4162
4163                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4164                         break;
4165                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4166
4167                 if (l->addr)
4168                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4169                 else
4170                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4171
4172                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4173                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4174                                 l->min_time,
4175                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4176                                 l->max_time);
4177                 } else
4178                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4179                                 l->min_time);
4180
4181                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4182                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4183                                 l->min_pid, l->max_pid);
4184                 else
4185                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4186                                 l->min_pid);
4187
4188                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4189                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4190                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4191                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4192                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4193                                                  to_cpumask(l->cpus));
4194                 }
4195
4196                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4197                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4198                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4199                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4200                                         l->nodes);
4201                 }
4202
4203                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4204         }
4205
4206         free_loc_track(&t);
4207         kfree(map);
4208         if (!t.count)
4209                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4210         return len;
4211 }
4212 #endif
4213
4214 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4215 static void resiliency_test(void)
4216 {
4217         u8 *p;
4218
4219         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4220
4221         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4222         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4223         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4224
4225         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4226         p[16] = 0x12;
4227         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4228                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4229
4230         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4231
4232         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4233         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4234         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4235         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4236                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4237         printk(KERN_ERR
4238                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4239
4240         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4241         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4242         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4243         *p = 0x56;
4244         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4245                                                                         p);
4246         printk(KERN_ERR
4247                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4248         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4249
4250         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4251         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4252         kfree(p);
4253         *p = 0x78;
4254         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4255         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4256
4257         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4258         kfree(p);
4259         p[50] = 0x9a;
4260         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4261                         p);
4262         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4263
4264         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4265         kfree(p);
4266         p[512] = 0xab;
4267         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4268         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4269 }
4270 #else
4271 #ifdef CONFIG_SYSFS
4272 static void resiliency_test(void) {};
4273 #endif
4274 #endif
4275
4276 #ifdef CONFIG_SYSFS
4277 enum slab_stat_type {
4278         SL_ALL,                 /* All slabs */
4279         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4280         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4281         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4282         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4283 };
4284
4285 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4286 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4287 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4288 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4289 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4290
4291 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4292                             char *buf, unsigned long flags)
4293 {
4294         unsigned long total = 0;
4295         int node;
4296         int x;
4297         unsigned long *nodes;
4298         unsigned long *per_cpu;
4299
4300         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4301         if (!nodes)
4302                 return -ENOMEM;
4303         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4304
4305         if (flags & SO_CPU) {
4306                 int cpu;
4307
4308                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4309                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4310                         int node;
4311                         struct page *page;
4312
4313                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4314                         if (!page)
4315                                 continue;
4316
4317                         node = page_to_nid(page);
4318                         if (flags & SO_TOTAL)
4319                                 x = page->objects;
4320                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4321                                 x = page->inuse;
4322                         else
4323                                 x = 1;
4324
4325                         total += x;
4326                         nodes[node] += x;
4327
4328                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4329                         if (page) {
4330                                 x = page->pobjects;
4331                                 total += x;
4332                                 nodes[node] += x;
4333                         }
4334
4335                         per_cpu[node]++;
4336                 }
4337         }
4338
4339         lock_memory_hotplug();
4340 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4341         if (flags & SO_ALL) {
4342                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4343                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4344
4345                 if (flags & SO_TOTAL)
4346                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4347                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4348                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4349                                 count_partial(n, count_free);
4350
4351                         else
4352                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4353                         total += x;
4354                         nodes[node] += x;
4355                 }
4356
4357         } else
4358 #endif
4359         if (flags & SO_PARTIAL) {
4360                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4361                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4362
4363                         if (flags & SO_TOTAL)
4364                                 x = count_partial(n, count_total);
4365                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4366                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4367                         else
4368                                 x = n->nr_partial;
4369                         total += x;
4370                         nodes[node] += x;
4371                 }
4372         }
4373         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4374 #ifdef CONFIG_NUMA
4375         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4376                 if (nodes[node])
4377                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4378                                         node, nodes[node]);
4379 #endif
4380         unlock_memory_hotplug();
4381         kfree(nodes);
4382         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4383 }
4384
4385 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4386 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4387 {
4388         int node;
4389
4390         for_each_online_node(node) {
4391                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4392
4393                 if (!n)
4394                         continue;
4395
4396                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4397                         return 1;
4398         }
4399         return 0;
4400 }
4401 #endif
4402
4403 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4404 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4405
4406 struct slab_attribute {
4407         struct attribute attr;
4408         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4409         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4410 };
4411
4412 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4413         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4414         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4415
4416 #define SLAB_ATTR(_name) \
4417         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4418         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4419
4420 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4421 {
4422         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4423 }
4424 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4425
4426 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4427 {
4428         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4429 }
4430 SLAB_ATTR_RO(align);
4431
4432 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4433 {
4434         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4435 }
4436 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4437
4438 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4439 {
4440         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4441 }
4442 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4443
4444 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4445                                 const char *buf, size_t length)
4446 {
4447         unsigned long order;
4448         int err;
4449
4450         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4451         if (err)
4452                 return err;
4453
4454         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4455                 return -EINVAL;
4456
4457         calculate_sizes(s, order);
4458         return length;
4459 }
4460
4461 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4462 {
4463         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4464 }
4465 SLAB_ATTR(order);
4466
4467 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4468 {
4469         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4470 }
4471
4472 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4473                                  size_t length)
4474 {
4475         unsigned long min;
4476         int err;
4477
4478         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4479         if (err)
4480                 return err;
4481
4482         set_min_partial(s, min);
4483         return length;
4484 }
4485 SLAB_ATTR(min_partial);
4486
4487 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4488 {
4489         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4490 }
4491
4492 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4493                                  size_t length)
4494 {
4495         unsigned long objects;
4496         int err;
4497
4498         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4499         if (err)
4500                 return err;
4501         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4502                 return -EINVAL;
4503
4504         s->cpu_partial = objects;
4505         flush_all(s);
4506         return length;
4507 }
4508 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4509
4510 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4511 {
4512         if (!s->ctor)
4513                 return 0;
4514         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4515 }
4516 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4517
4518 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4519 {
4520         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4521 }
4522 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4523
4524 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4525 {
4526         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4527 }
4528 SLAB_ATTR_RO(partial);
4529
4530 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4531 {
4532         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4533 }
4534 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4535
4536 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4537 {
4538         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4539 }
4540 SLAB_ATTR_RO(objects);
4541
4542 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4543 {
4544         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4545 }
4546 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4547
4548 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4549 {
4550         int objects = 0;
4551         int pages = 0;
4552         int cpu;
4553         int len;
4554
4555         for_each_online_cpu(cpu) {
4556                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4557
4558                 if (page) {
4559                         pages += page->pages;
4560                         objects += page->pobjects;
4561                 }
4562         }
4563
4564         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4565
4566 #ifdef CONFIG_SMP
4567         for_each_online_cpu(cpu) {
4568                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4569
4570                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4571                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4572                                 page->pobjects, page->pages);
4573         }
4574 #endif
4575         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4576 }
4577 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4578
4579 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4580 {
4581         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4582 }
4583
4584 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4585                                 const char *buf, size_t length)
4586 {
4587         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4588         if (buf[0] == '1')
4589                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4590         return length;
4591 }
4592 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4593
4594 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4595 {
4596         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4597 }
4598 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4599
4600 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4601 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4602 {
4603         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4604 }
4605 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4606 #endif
4607
4608 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4609 {
4610         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4611 }
4612 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4613
4614 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4615 {
4616         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4617 }
4618 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4619
4620 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4621 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4622 {
4623         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4624 }
4625 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4626
4627 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4628 {
4629         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4630 }
4631 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4632
4633 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4634 {
4635         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4636 }
4637
4638 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4639                                 const char *buf, size_t length)
4640 {
4641         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4642         if (buf[0] == '1') {
4643                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4644                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4645         }
4646         return length;
4647 }
4648 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4649
4650 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4651 {
4652         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4653 }
4654
4655 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4656                                                         size_t length)
4657 {
4658         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4659         if (buf[0] == '1') {
4660                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4661                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4662         }
4663         return length;
4664 }
4665 SLAB_ATTR(trace);
4666
4667 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4668 {
4669         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4670 }
4671
4672 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4673                                 const char *buf, size_t length)
4674 {
4675         if (any_slab_objects(s))
4676                 return -EBUSY;
4677
4678         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4679         if (buf[0] == '1') {
4680                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4681                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4682         }
4683         calculate_sizes(s, -1);
4684         return length;
4685 }
4686 SLAB_ATTR(red_zone);
4687
4688 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4689 {
4690         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4691 }
4692
4693 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4694                                 const char *buf, size_t length)
4695 {
4696         if (any_slab_objects(s))
4697                 return -EBUSY;
4698
4699         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4700         if (buf[0] == '1') {
4701                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4702                 s->flags |= SLAB_POISON;
4703         }
4704         calculate_sizes(s, -1);
4705         return length;
4706 }
4707 SLAB_ATTR(poison);
4708
4709 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4710 {
4711         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4712 }
4713
4714 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4715                                 const char *buf, size_t length)
4716 {
4717         if (any_slab_objects(s))
4718                 return -EBUSY;
4719
4720         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4721         if (buf[0] == '1') {
4722                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4723                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4724         }
4725         calculate_sizes(s, -1);
4726         return length;
4727 }
4728 SLAB_ATTR(store_user);
4729
4730 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4731 {
4732         return 0;
4733 }
4734
4735 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4736                         const char *buf, size_t length)
4737 {
4738         int ret = -EINVAL;
4739
4740         if (buf[0] == '1') {
4741                 ret = validate_slab_cache(s);
4742                 if (ret >= 0)
4743                         ret = length;
4744         }
4745         return ret;
4746 }
4747 SLAB_ATTR(validate);
4748
4749 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4750 {
4751         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4752                 return -ENOSYS;
4753         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4754 }
4755 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4756
4757 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4758 {
4759         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4760                 return -ENOSYS;
4761         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4762 }
4763 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4764 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4765
4766 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4767 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4768 {
4769         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4770 }
4771
4772 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4773                                                         size_t length)
4774 {
4775         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4776         if (buf[0] == '1')
4777                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4778         return length;
4779 }
4780 SLAB_ATTR(failslab);
4781 #endif
4782
4783 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4784 {
4785         return 0;
4786 }
4787
4788 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4789                         const char *buf, size_t length)
4790 {
4791         if (buf[0] == '1') {
4792                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4793
4794                 if (rc)
4795                         return rc;
4796         } else
4797                 return -EINVAL;
4798         return length;
4799 }
4800 SLAB_ATTR(shrink);
4801
4802 #ifdef CONFIG_NUMA
4803 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4804 {
4805         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4806 }
4807
4808 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4809                                 const char *buf, size_t length)
4810 {
4811         unsigned long ratio;
4812         int err;
4813
4814         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4815         if (err)
4816                 return err;
4817
4818         if (ratio <= 100)
4819                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4820
4821         return length;
4822 }
4823 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4824 #endif
4825
4826 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4827 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4828 {
4829         unsigned long sum  = 0;
4830         int cpu;
4831         int len;
4832         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4833
4834         if (!data)
4835                 return -ENOMEM;
4836
4837         for_each_online_cpu(cpu) {
4838                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4839
4840                 data[cpu] = x;
4841                 sum += x;
4842         }
4843
4844         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4845
4846 #ifdef CONFIG_SMP
4847         for_each_online_cpu(cpu) {
4848                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4849                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4850         }
4851 #endif
4852         kfree(data);
4853         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4854 }
4855
4856 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4857 {
4858         int cpu;
4859
4860         for_each_online_cpu(cpu)
4861                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4862 }
4863
4864 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4865 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4866 {                                                               \
4867         return show_stat(s, buf, si);                           \
4868 }                                                               \
4869 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4870                                 const char *buf, size_t length) \
4871 {                                                               \
4872         if (buf[0] != '0')                                      \
4873                 return -EINVAL;                                 \
4874         clear_stat(s, si);                                      \
4875         return length;                                          \
4876 }                                                               \
4877 SLAB_ATTR(text);                                                \
4878
4879 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4880 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4881 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4882 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4883 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4884 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4885 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4886 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4887 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4888 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4889 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4890 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4891 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4892 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4893 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4894 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4895 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4896 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4897 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4898 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4899 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4900 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4901 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4902 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4903 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4904 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4905 #endif
4906
4907 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4908         &slab_size_attr.attr,
4909         &object_size_attr.attr,
4910         &objs_per_slab_attr.attr,
4911         &order_attr.attr,
4912         &min_partial_attr.attr,
4913         &cpu_partial_attr.attr,
4914         &objects_attr.attr,
4915         &objects_partial_attr.attr,
4916         &partial_attr.attr,
4917         &cpu_slabs_attr.attr,
4918         &ctor_attr.attr,
4919         &aliases_attr.attr,
4920         &align_attr.attr,
4921         &hwcache_align_attr.attr,
4922         &reclaim_account_attr.attr,
4923         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4924         &shrink_attr.attr,
4925         &reserved_attr.attr,
4926         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4927 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4928         &total_objects_attr.attr,
4929         &slabs_attr.attr,
4930         &sanity_checks_attr.attr,
4931         &trace_attr.attr,
4932         &red_zone_attr.attr,
4933         &poison_attr.attr,
4934         &store_user_attr.attr,
4935         &validate_attr.attr,
4936         &alloc_calls_attr.attr,
4937         &free_calls_attr.attr,
4938 #endif
4939 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4940         &cache_dma_attr.attr,
4941 #endif
4942 #ifdef CONFIG_NUMA
4943         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4944 #endif
4945 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4946         &alloc_fastpath_attr.attr,
4947         &alloc_slowpath_attr.attr,
4948         &free_fastpath_attr.attr,
4949         &free_slowpath_attr.attr,
4950         &free_frozen_attr.attr,
4951         &free_add_partial_attr.attr,
4952         &free_remove_partial_attr.attr,
4953         &alloc_from_partial_attr.attr,
4954         &alloc_slab_attr.attr,
4955         &alloc_refill_attr.attr,
4956         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4957         &free_slab_attr.attr,
4958         &cpuslab_flush_attr.attr,
4959         &deactivate_full_attr.attr,
4960         &deactivate_empty_attr.attr,
4961         &deactivate_to_head_attr.attr,
4962         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4963         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4964         &deactivate_bypass_attr.attr,
4965         &order_fallback_attr.attr,
4966         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4967         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4968         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4969         &cpu_partial_free_attr.attr,
4970         &cpu_partial_node_attr.attr,
4971         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4972 #endif
4973 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4974         &failslab_attr.attr,
4975 #endif
4976
4977         NULL
4978 };
4979
4980 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4981         .attrs = slab_attrs,
4982 };
4983
4984 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4985                                 struct attribute *attr,
4986                                 char *buf)
4987 {
4988         struct slab_attribute *attribute;
4989         struct kmem_cache *s;
4990         int err;
4991
4992         attribute = to_slab_attr(attr);
4993         s = to_slab(kobj);
4994
4995         if (!attribute->show)
4996                 return -EIO;
4997
4998         err = attribute->show(s, buf);
4999
5000         return err;
5001 }
5002
5003 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5004                                 struct attribute *attr,
5005                                 const char *buf, size_t len)
5006 {
5007         struct slab_attribute *attribute;
5008         struct kmem_cache *s;
5009         int err;
5010
5011         attribute = to_slab_attr(attr);
5012         s = to_slab(kobj);
5013
5014         if (!attribute->store)
5015                 return -EIO;
5016
5017         err = attribute->store(s, buf, len);
5018 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5019         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5020                 int i;
5021
5022                 mutex_lock(&slab_mutex);
5023                 if (s->max_attr_size < len)
5024                         s->max_attr_size = len;
5025
5026                 /*
5027                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5028                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5029                  * basically because not all attributes will have a well
5030                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5031                  * have permanent effects.
5032                  *
5033                  * Returning the error value of any of the children that fail
5034                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5035                  * error code won't be able to know anything about the state of
5036                  * the cache.
5037                  *
5038                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5039                  * has well defined semantics. The cache being written to
5040                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5041                  * through the descendants with best-effort propagation.
5042                  */
5043                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5044                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg(s, i);
5045                         if (c)
5046                                 attribute->store(c, buf, len);
5047                 }
5048                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5049         }
5050 #endif
5051         return err;
5052 }
5053
5054 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5055 {
5056 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5057         int i;
5058         char *buffer = NULL;
5059
5060         if (!is_root_cache(s))
5061                 return;
5062
5063         /*
5064          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5065          * in copying default values around
5066          */
5067         if (!s->max_attr_size)
5068                 return;
5069
5070         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5071                 char mbuf[64];
5072                 char *buf;
5073                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5074
5075                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5076                         continue;
5077
5078                 /*
5079                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5080                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5081                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5082                  *
5083                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5084                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5085                  * theoretically happen.
5086                  */
5087                 if (buffer)
5088                         buf = buffer;
5089                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5090                         buf = mbuf;
5091                 else {
5092                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5093                         if (WARN_ON(!buffer))
5094                                 continue;
5095                         buf = buffer;
5096                 }
5097
5098                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5099                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5100         }
5101
5102         if (buffer)
5103                 free_page((unsigned long)buffer);
5104 #endif
5105 }
5106
5107 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5108         .show = slab_attr_show,
5109         .store = slab_attr_store,
5110 };
5111
5112 static struct kobj_type slab_ktype = {
5113         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5114 };
5115
5116 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5117 {
5118         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5119
5120         if (ktype == &slab_ktype)
5121                 return 1;
5122         return 0;
5123 }
5124
5125 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5126         .filter = uevent_filter,
5127 };
5128
5129 static struct kset *slab_kset;
5130
5131 #define ID_STR_LENGTH 64
5132
5133 /* Create a unique string id for a slab cache:
5134  *
5135  * Format       :[flags-]size
5136  */
5137 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5138 {
5139         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5140         char *p = name;
5141
5142         BUG_ON(!name);
5143
5144         *p++ = ':';
5145         /*
5146          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5147          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5148          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5149          * are matched during merging to guarantee that the id is
5150          * unique.
5151          */
5152         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5153                 *p++ = 'd';
5154         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5155                 *p++ = 'a';
5156         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5157                 *p++ = 'F';
5158         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5159                 *p++ = 't';
5160         if (p != name + 1)
5161                 *p++ = '-';
5162         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5163
5164 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5165         if (!is_root_cache(s))
5166                 p += sprintf(p, "-%08d", memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5167 #endif
5168
5169         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5170         return name;
5171 }
5172
5173 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5174 {
5175         int err;
5176         const char *name;
5177         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5178
5179         if (unmergeable) {
5180                 /*
5181                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5182                  * This is typically the case for debug situations. In that
5183                  * case we can catch duplicate names easily.
5184                  */
5185                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5186                 name = s->name;
5187         } else {
5188                 /*
5189                  * Create a unique name for the slab as a target
5190                  * for the symlinks.
5191                  */
5192                 name = create_unique_id(s);
5193         }
5194
5195         s->kobj.kset = slab_kset;
5196         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5197         if (err) {
5198                 kobject_put(&s->kobj);
5199                 return err;
5200         }
5201
5202         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5203         if (err) {
5204                 kobject_del(&s->kobj);
5205                 kobject_put(&s->kobj);
5206                 return err;
5207         }
5208         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5209         if (!unmergeable) {
5210                 /* Setup first alias */
5211                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5212                 kfree(name);
5213         }
5214         return 0;
5215 }
5216
5217 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5218 {
5219         if (slab_state < FULL)
5220                 /*
5221                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5222                  * cache from sysfs.
5223                  */
5224                 return;
5225
5226         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5227         kobject_del(&s->kobj);
5228         kobject_put(&s->kobj);
5229 }
5230
5231 /*
5232  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5233  * available lest we lose that information.
5234  */
5235 struct saved_alias {
5236         struct kmem_cache *s;
5237         const char *name;
5238         struct saved_alias *next;
5239 };
5240
5241 static struct saved_alias *alias_list;
5242
5243 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5244 {
5245         struct saved_alias *al;
5246
5247         if (slab_state == FULL) {
5248                 /*
5249                  * If we have a leftover link then remove it.
5250                  */
5251                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5252                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5253         }
5254
5255         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5256         if (!al)
5257                 return -ENOMEM;
5258
5259         al->s = s;
5260         al->name = name;
5261         al->next = alias_list;
5262         alias_list = al;
5263         return 0;
5264 }
5265
5266 static int __init slab_sysfs_init(void)
5267 {
5268         struct kmem_cache *s;
5269         int err;
5270
5271         mutex_lock(&slab_mutex);
5272
5273         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5274         if (!slab_kset) {
5275                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5276                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5277                 return -ENOSYS;
5278         }
5279
5280         slab_state = FULL;
5281
5282         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5283                 err = sysfs_slab_add(s);
5284                 if (err)
5285                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5286                                                 " to sysfs\n", s->name);
5287         }
5288
5289         while (alias_list) {
5290                 struct saved_alias *al = alias_list;
5291
5292                 alias_list = alias_list->next;
5293                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5294                 if (err)
5295                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5296                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5297                 kfree(al);
5298         }
5299
5300         mutex_unlock(&slab_mutex);
5301         resiliency_test();
5302         return 0;
5303 }
5304
5305 __initcall(slab_sysfs_init);
5306 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5307
5308 /*
5309  * The /proc/slabinfo ABI
5310  */
5311 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5312 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5313 {
5314         unsigned long nr_slabs = 0;
5315         unsigned long nr_objs = 0;
5316         unsigned long nr_free = 0;
5317         int node;
5318
5319         for_each_online_node(node) {
5320                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5321
5322                 if (!n)
5323                         continue;
5324
5325                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5326                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5327                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5328         }
5329
5330         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5331         sinfo->num_objs = nr_objs;
5332         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5333         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5334         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5335         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5336 }
5337
5338 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5339 {
5340 }
5341
5342 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5343                        size_t count, loff_t *ppos)
5344 {
5345         return -EIO;
5346 }
5347 #endif /* CONFIG_SLABINFO */