Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jikos/trivial
[linux-2.6-block.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
130         return !kmem_cache_debug(s);
131 #else
132         return false;
133 #endif
134 }
135
136 /*
137  * Issues still to be resolved:
138  *
139  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
140  *
141  * - Variable sizing of the per node arrays
142  */
143
144 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
145 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
146
147 /* Enable to log cmpxchg failures */
148 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
149
150 /*
151  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
152  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
153  */
154 #define MIN_PARTIAL 5
155
156 /*
157  * Maximum number of desirable partial slabs.
158  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
159  * sort the partial list by the number of objects in use.
160  */
161 #define MAX_PARTIAL 10
162
163 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
164                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
165
166 /*
167  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
168  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
169  * metadata.
170  */
171 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 #define OO_SHIFT        16
174 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
175 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
176
177 /* Internal SLUB flags */
178 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
179 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
192         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
193 #endif
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
210 #endif
211
212 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
213 {
214 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
215         /*
216          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
217          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
218          */
219         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
220 #endif
221 }
222
223 /********************************************************************
224  *                      Core slab cache functions
225  *******************************************************************/
226
227 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
228 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
229                                 struct page *page, const void *object)
230 {
231         void *base;
232
233         if (!object)
234                 return 1;
235
236         base = page_address(page);
237         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
238                 (object - base) % s->size) {
239                 return 0;
240         }
241
242         return 1;
243 }
244
245 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
246 {
247         return *(void **)(object + s->offset);
248 }
249
250 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
251 {
252         prefetch(object + s->offset);
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         void *p;
258
259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
260         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
261 #else
262         p = get_freepointer(s, object);
263 #endif
264         return p;
265 }
266
267 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
268 {
269         *(void **)(object + s->offset) = fp;
270 }
271
272 /* Loop over all objects in a slab */
273 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
275                         __p += (__s)->size)
276
277 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
278         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
279                         __p += (__s)->size, __idx++)
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
288 {
289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
290         /*
291          * Debugging requires use of the padding between object
292          * and whatever may come after it.
293          */
294         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
295                 return s->object_size;
296
297 #endif
298         /*
299          * If we have the need to store the freelist pointer
300          * back there or track user information then we can
301          * only use the space before that information.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
304                 return s->inuse;
305         /*
306          * Else we can use all the padding etc for the allocation
307          */
308         return s->size;
309 }
310
311 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
312 {
313         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
314 }
315
316 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
317                 unsigned long size, int reserved)
318 {
319         struct kmem_cache_order_objects x = {
320                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
321         };
322
323         return x;
324 }
325
326 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
327 {
328         return x.x >> OO_SHIFT;
329 }
330
331 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x & OO_MASK;
334 }
335
336 /*
337  * Per slab locking using the pagelock
338  */
339 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
340 {
341         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
342 }
343
344 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
345 {
346         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
347 }
348
349 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
350 {
351         struct page tmp;
352         tmp.counters = counters_new;
353         /*
354          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
355          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
356          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
357          * be careful and only assign to the fields we need.
358          */
359         page->frozen  = tmp.frozen;
360         page->inuse   = tmp.inuse;
361         page->objects = tmp.objects;
362 }
363
364 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
365 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
366                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
367                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
368                 const char *n)
369 {
370         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
371 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
372     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
373         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
374                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
375                                    freelist_old, counters_old,
376                                    freelist_new, counters_new))
377                         return true;
378         } else
379 #endif
380         {
381                 slab_lock(page);
382                 if (page->freelist == freelist_old &&
383                                         page->counters == counters_old) {
384                         page->freelist = freelist_new;
385                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
386                         slab_unlock(page);
387                         return true;
388                 }
389                 slab_unlock(page);
390         }
391
392         cpu_relax();
393         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
394
395 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
396         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
397 #endif
398
399         return false;
400 }
401
402 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
403                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
404                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
405                 const char *n)
406 {
407 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
408     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
409         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
410                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
411                                    freelist_old, counters_old,
412                                    freelist_new, counters_new))
413                         return true;
414         } else
415 #endif
416         {
417                 unsigned long flags;
418
419                 local_irq_save(flags);
420                 slab_lock(page);
421                 if (page->freelist == freelist_old &&
422                                         page->counters == counters_old) {
423                         page->freelist = freelist_new;
424                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
425                         slab_unlock(page);
426                         local_irq_restore(flags);
427                         return true;
428                 }
429                 slab_unlock(page);
430                 local_irq_restore(flags);
431         }
432
433         cpu_relax();
434         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
435
436 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
437         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
438 #endif
439
440         return false;
441 }
442
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
444 /*
445  * Determine a map of object in use on a page.
446  *
447  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
448  * not vanish from under us.
449  */
450 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
451 {
452         void *p;
453         void *addr = page_address(page);
454
455         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
456                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
457 }
458
459 /*
460  * Debug settings:
461  */
462 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
463 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
464 #elif defined(CONFIG_KASAN)
465 static int slub_debug = SLAB_STORE_USER;
466 #else
467 static int slub_debug;
468 #endif
469
470 static char *slub_debug_slabs;
471 static int disable_higher_order_debug;
472
473 /*
474  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
475  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
476  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
477  * to tell kasan that these accesses are OK.
478  */
479 static inline void metadata_access_enable(void)
480 {
481         kasan_disable_current();
482 }
483
484 static inline void metadata_access_disable(void)
485 {
486         kasan_enable_current();
487 }
488
489 /*
490  * Object debugging
491  */
492 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
493 {
494         metadata_access_enable();
495         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
496                         length, 1);
497         metadata_access_disable();
498 }
499
500 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
501         enum track_item alloc)
502 {
503         struct track *p;
504
505         if (s->offset)
506                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
507         else
508                 p = object + s->inuse;
509
510         return p + alloc;
511 }
512
513 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
514                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
515 {
516         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
517
518         if (addr) {
519 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
520                 struct stack_trace trace;
521                 int i;
522
523                 trace.nr_entries = 0;
524                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
525                 trace.entries = p->addrs;
526                 trace.skip = 3;
527                 metadata_access_enable();
528                 save_stack_trace(&trace);
529                 metadata_access_disable();
530
531                 /* See rant in lockdep.c */
532                 if (trace.nr_entries != 0 &&
533                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
534                         trace.nr_entries--;
535
536                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
537                         p->addrs[i] = 0;
538 #endif
539                 p->addr = addr;
540                 p->cpu = smp_processor_id();
541                 p->pid = current->pid;
542                 p->when = jiffies;
543         } else
544                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
545 }
546
547 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
548 {
549         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
550                 return;
551
552         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
553         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
554 }
555
556 static void print_track(const char *s, struct track *t)
557 {
558         if (!t->addr)
559                 return;
560
561         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
562                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
563 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
564         {
565                 int i;
566                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
567                         if (t->addrs[i])
568                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
569                         else
570                                 break;
571         }
572 #endif
573 }
574
575 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
576 {
577         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
578                 return;
579
580         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
581         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
582 }
583
584 static void print_page_info(struct page *page)
585 {
586         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
587                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
588
589 }
590
591 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
592 {
593         struct va_format vaf;
594         va_list args;
595
596         va_start(args, fmt);
597         vaf.fmt = fmt;
598         vaf.va = &args;
599         pr_err("=============================================================================\n");
600         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
601         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
602
603         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
604         va_end(args);
605 }
606
607 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
608 {
609         struct va_format vaf;
610         va_list args;
611
612         va_start(args, fmt);
613         vaf.fmt = fmt;
614         vaf.va = &args;
615         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
616         va_end(args);
617 }
618
619 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
620 {
621         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
622         u8 *addr = page_address(page);
623
624         print_tracking(s, p);
625
626         print_page_info(page);
627
628         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
629                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
630
631         if (p > addr + 16)
632                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
633
634         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
635                                 PAGE_SIZE));
636         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
637                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
638                         s->inuse - s->object_size);
639
640         if (s->offset)
641                 off = s->offset + sizeof(void *);
642         else
643                 off = s->inuse;
644
645         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
646                 off += 2 * sizeof(struct track);
647
648         if (off != s->size)
649                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
650                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
651
652         dump_stack();
653 }
654
655 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
656                         u8 *object, char *reason)
657 {
658         slab_bug(s, "%s", reason);
659         print_trailer(s, page, object);
660 }
661
662 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
663                         const char *fmt, ...)
664 {
665         va_list args;
666         char buf[100];
667
668         va_start(args, fmt);
669         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
670         va_end(args);
671         slab_bug(s, "%s", buf);
672         print_page_info(page);
673         dump_stack();
674 }
675
676 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
677 {
678         u8 *p = object;
679
680         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
681                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
682                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
683         }
684
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
686                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
687 }
688
689 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
690                                                 void *from, void *to)
691 {
692         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
693         memset(from, data, to - from);
694 }
695
696 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
697                         u8 *object, char *what,
698                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
699 {
700         u8 *fault;
701         u8 *end;
702
703         metadata_access_enable();
704         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
705         metadata_access_disable();
706         if (!fault)
707                 return 1;
708
709         end = start + bytes;
710         while (end > fault && end[-1] == value)
711                 end--;
712
713         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
714         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
715                                         fault, end - 1, fault[0], value);
716         print_trailer(s, page, object);
717
718         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
719         return 0;
720 }
721
722 /*
723  * Object layout:
724  *
725  * object address
726  *      Bytes of the object to be managed.
727  *      If the freepointer may overlay the object then the free
728  *      pointer is the first word of the object.
729  *
730  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
731  *      0xa5 (POISON_END)
732  *
733  * object + s->object_size
734  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
735  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
736  *      object_size == inuse.
737  *
738  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
739  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
740  *
741  * object + s->inuse
742  *      Meta data starts here.
743  *
744  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
745  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
746  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
747  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
748  *              before the word boundary.
749  *
750  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
751  *
752  * object + s->size
753  *      Nothing is used beyond s->size.
754  *
755  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
756  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
757  * may be used with merged slabcaches.
758  */
759
760 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
761 {
762         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
763
764         if (s->offset)
765                 /* Freepointer is placed after the object. */
766                 off += sizeof(void *);
767
768         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
769                 /* We also have user information there */
770                 off += 2 * sizeof(struct track);
771
772         if (s->size == off)
773                 return 1;
774
775         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
776                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
777 }
778
779 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
780 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
781 {
782         u8 *start;
783         u8 *fault;
784         u8 *end;
785         int length;
786         int remainder;
787
788         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
789                 return 1;
790
791         start = page_address(page);
792         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
793         end = start + length;
794         remainder = length % s->size;
795         if (!remainder)
796                 return 1;
797
798         metadata_access_enable();
799         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
800         metadata_access_disable();
801         if (!fault)
802                 return 1;
803         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
804                 end--;
805
806         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
807         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
808
809         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
810         return 0;
811 }
812
813 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
814                                         void *object, u8 val)
815 {
816         u8 *p = object;
817         u8 *endobject = object + s->object_size;
818
819         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
820                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
821                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
822                         return 0;
823         } else {
824                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
825                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
826                                 endobject, POISON_INUSE,
827                                 s->inuse - s->object_size);
828                 }
829         }
830
831         if (s->flags & SLAB_POISON) {
832                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
833                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
834                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
835                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
836                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
837                         return 0;
838                 /*
839                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
840                  */
841                 check_pad_bytes(s, page, p);
842         }
843
844         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
845                 /*
846                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
847                  * freepointer while object is allocated.
848                  */
849                 return 1;
850
851         /* Check free pointer validity */
852         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
853                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
854                 /*
855                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
856                  * of the free objects in this slab. May cause
857                  * another error because the object count is now wrong.
858                  */
859                 set_freepointer(s, p, NULL);
860                 return 0;
861         }
862         return 1;
863 }
864
865 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
866 {
867         int maxobj;
868
869         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
870
871         if (!PageSlab(page)) {
872                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
873                 return 0;
874         }
875
876         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
877         if (page->objects > maxobj) {
878                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
879                         page->objects, maxobj);
880                 return 0;
881         }
882         if (page->inuse > page->objects) {
883                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
884                         page->inuse, page->objects);
885                 return 0;
886         }
887         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
888         slab_pad_check(s, page);
889         return 1;
890 }
891
892 /*
893  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
894  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
895  */
896 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
897 {
898         int nr = 0;
899         void *fp;
900         void *object = NULL;
901         int max_objects;
902
903         fp = page->freelist;
904         while (fp && nr <= page->objects) {
905                 if (fp == search)
906                         return 1;
907                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
908                         if (object) {
909                                 object_err(s, page, object,
910                                         "Freechain corrupt");
911                                 set_freepointer(s, object, NULL);
912                         } else {
913                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
914                                 page->freelist = NULL;
915                                 page->inuse = page->objects;
916                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
917                                 return 0;
918                         }
919                         break;
920                 }
921                 object = fp;
922                 fp = get_freepointer(s, object);
923                 nr++;
924         }
925
926         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
927         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
928                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
929
930         if (page->objects != max_objects) {
931                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
932                         "should be %d", page->objects, max_objects);
933                 page->objects = max_objects;
934                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
935         }
936         if (page->inuse != page->objects - nr) {
937                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
938                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
939                 page->inuse = page->objects - nr;
940                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
941         }
942         return search == NULL;
943 }
944
945 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
946                                                                 int alloc)
947 {
948         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
949                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
950                         s->name,
951                         alloc ? "alloc" : "free",
952                         object, page->inuse,
953                         page->freelist);
954
955                 if (!alloc)
956                         print_section("Object ", (void *)object,
957                                         s->object_size);
958
959                 dump_stack();
960         }
961 }
962
963 /*
964  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
965  */
966 static void add_full(struct kmem_cache *s,
967         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
968 {
969         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
970                 return;
971
972         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
973         list_add(&page->lru, &n->full);
974 }
975
976 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
977 {
978         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
979                 return;
980
981         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
982         list_del(&page->lru);
983 }
984
985 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
986 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
987 {
988         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
989
990         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
991 }
992
993 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
994 {
995         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
996 }
997
998 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
999 {
1000         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1001
1002         /*
1003          * May be called early in order to allocate a slab for the
1004          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1005          * dilemma by deferring the increment of the count during
1006          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1007          */
1008         if (likely(n)) {
1009                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1010                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1011         }
1012 }
1013 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1014 {
1015         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1016
1017         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1018         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1019 }
1020
1021 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1022 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1023                                                                 void *object)
1024 {
1025         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1026                 return;
1027
1028         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1029         init_tracking(s, object);
1030 }
1031
1032 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1033                                         struct page *page,
1034                                         void *object, unsigned long addr)
1035 {
1036         if (!check_slab(s, page))
1037                 goto bad;
1038
1039         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1040                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1041                 goto bad;
1042         }
1043
1044         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1045                 goto bad;
1046
1047         /* Success perform special debug activities for allocs */
1048         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1049                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1050         trace(s, page, object, 1);
1051         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1052         return 1;
1053
1054 bad:
1055         if (PageSlab(page)) {
1056                 /*
1057                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1058                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1059                  * as used avoids touching the remaining objects.
1060                  */
1061                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1062                 page->inuse = page->objects;
1063                 page->freelist = NULL;
1064         }
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1069         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1070         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1071 {
1072         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1073
1074         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1075         slab_lock(page);
1076
1077         if (!check_slab(s, page))
1078                 goto fail;
1079
1080         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1081                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1082                 goto fail;
1083         }
1084
1085         if (on_freelist(s, page, object)) {
1086                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1087                 goto fail;
1088         }
1089
1090         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1091                 goto out;
1092
1093         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1094                 if (!PageSlab(page)) {
1095                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1096                                 "outside of slab", object);
1097                 } else if (!page->slab_cache) {
1098                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1099                                object);
1100                         dump_stack();
1101                 } else
1102                         object_err(s, page, object,
1103                                         "page slab pointer corrupt.");
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1108                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1109         trace(s, page, object, 0);
1110         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1111 out:
1112         slab_unlock(page);
1113         /*
1114          * Keep node_lock to preserve integrity
1115          * until the object is actually freed
1116          */
1117         return n;
1118
1119 fail:
1120         slab_unlock(page);
1121         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1122         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1123         return NULL;
1124 }
1125
1126 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1127 {
1128         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1129         if (*str++ != '=' || !*str)
1130                 /*
1131                  * No options specified. Switch on full debugging.
1132                  */
1133                 goto out;
1134
1135         if (*str == ',')
1136                 /*
1137                  * No options but restriction on slabs. This means full
1138                  * debugging for slabs matching a pattern.
1139                  */
1140                 goto check_slabs;
1141
1142         slub_debug = 0;
1143         if (*str == '-')
1144                 /*
1145                  * Switch off all debugging measures.
1146                  */
1147                 goto out;
1148
1149         /*
1150          * Determine which debug features should be switched on
1151          */
1152         for (; *str && *str != ','; str++) {
1153                 switch (tolower(*str)) {
1154                 case 'f':
1155                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1156                         break;
1157                 case 'z':
1158                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1159                         break;
1160                 case 'p':
1161                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1162                         break;
1163                 case 'u':
1164                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1165                         break;
1166                 case 't':
1167                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1168                         break;
1169                 case 'a':
1170                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1171                         break;
1172                 case 'o':
1173                         /*
1174                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1175                          * order would increase as a result.
1176                          */
1177                         disable_higher_order_debug = 1;
1178                         break;
1179                 default:
1180                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1181                                *str);
1182                 }
1183         }
1184
1185 check_slabs:
1186         if (*str == ',')
1187                 slub_debug_slabs = str + 1;
1188 out:
1189         return 1;
1190 }
1191
1192 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1193
1194 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1195         unsigned long flags, const char *name,
1196         void (*ctor)(void *))
1197 {
1198         /*
1199          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1200          */
1201         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1202                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1203                 flags |= slub_debug;
1204
1205         return flags;
1206 }
1207 #else
1208 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1209                         struct page *page, void *object) {}
1210
1211 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1212         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1213
1214 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1215         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1216         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1217
1218 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1219                         { return 1; }
1220 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1221                         void *object, u8 val) { return 1; }
1222 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1223                                         struct page *page) {}
1224 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1225                                         struct page *page) {}
1226 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1227         unsigned long flags, const char *name,
1228         void (*ctor)(void *))
1229 {
1230         return flags;
1231 }
1232 #define slub_debug 0
1233
1234 #define disable_higher_order_debug 0
1235
1236 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1237                                                         { return 0; }
1238 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1239                                                         { return 0; }
1240 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1241                                                         int objects) {}
1242 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1243                                                         int objects) {}
1244
1245 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1246
1247 /*
1248  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1249  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1250  */
1251 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1252 {
1253         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1254         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1255 }
1256
1257 static inline void kfree_hook(const void *x)
1258 {
1259         kmemleak_free(x);
1260         kasan_kfree_large(x);
1261 }
1262
1263 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1264                                                      gfp_t flags)
1265 {
1266         flags &= gfp_allowed_mask;
1267         lockdep_trace_alloc(flags);
1268         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1269
1270         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1271                 return NULL;
1272
1273         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1274 }
1275
1276 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1277                                         gfp_t flags, void *object)
1278 {
1279         flags &= gfp_allowed_mask;
1280         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1281         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
1282         memcg_kmem_put_cache(s);
1283         kasan_slab_alloc(s, object);
1284 }
1285
1286 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1287 {
1288         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1289
1290         /*
1291          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1292          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1293          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1294          */
1295 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1296         {
1297                 unsigned long flags;
1298
1299                 local_irq_save(flags);
1300                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1301                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1302                 local_irq_restore(flags);
1303         }
1304 #endif
1305         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1306                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1307
1308         kasan_slab_free(s, x);
1309 }
1310
1311 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1312                                 void *object)
1313 {
1314         setup_object_debug(s, page, object);
1315         if (unlikely(s->ctor)) {
1316                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1317                 s->ctor(object);
1318                 kasan_poison_object_data(s, object);
1319         }
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Slab allocation and freeing
1324  */
1325 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1326                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1327 {
1328         struct page *page;
1329         int order = oo_order(oo);
1330
1331         flags |= __GFP_NOTRACK;
1332
1333         if (node == NUMA_NO_NODE)
1334                 page = alloc_pages(flags, order);
1335         else
1336                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1337
1338         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1339                 __free_pages(page, order);
1340                 page = NULL;
1341         }
1342
1343         return page;
1344 }
1345
1346 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1347 {
1348         struct page *page;
1349         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1350         gfp_t alloc_gfp;
1351         void *start, *p;
1352         int idx, order;
1353
1354         flags &= gfp_allowed_mask;
1355
1356         if (flags & __GFP_WAIT)
1357                 local_irq_enable();
1358
1359         flags |= s->allocflags;
1360
1361         /*
1362          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1363          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1364          */
1365         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1366         if ((alloc_gfp & __GFP_WAIT) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1367                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_WAIT;
1368
1369         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1370         if (unlikely(!page)) {
1371                 oo = s->min;
1372                 alloc_gfp = flags;
1373                 /*
1374                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1375                  * Try a lower order alloc if possible
1376                  */
1377                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1378                 if (unlikely(!page))
1379                         goto out;
1380                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1381         }
1382
1383         if (kmemcheck_enabled &&
1384             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1385                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1386
1387                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1388
1389                 /*
1390                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1391                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1392                  */
1393                 if (s->ctor)
1394                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1395                 else
1396                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1397         }
1398
1399         page->objects = oo_objects(oo);
1400
1401         order = compound_order(page);
1402         page->slab_cache = s;
1403         __SetPageSlab(page);
1404         if (page_is_pfmemalloc(page))
1405                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1406
1407         start = page_address(page);
1408
1409         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1410                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1411
1412         kasan_poison_slab(page);
1413
1414         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1415                 setup_object(s, page, p);
1416                 if (likely(idx < page->objects))
1417                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1418                 else
1419                         set_freepointer(s, p, NULL);
1420         }
1421
1422         page->freelist = start;
1423         page->inuse = page->objects;
1424         page->frozen = 1;
1425
1426 out:
1427         if (flags & __GFP_WAIT)
1428                 local_irq_disable();
1429         if (!page)
1430                 return NULL;
1431
1432         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1433                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1434                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1435                 1 << oo_order(oo));
1436
1437         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1438
1439         return page;
1440 }
1441
1442 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1443 {
1444         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1445                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1446                 BUG();
1447         }
1448
1449         return allocate_slab(s,
1450                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1451 }
1452
1453 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1454 {
1455         int order = compound_order(page);
1456         int pages = 1 << order;
1457
1458         if (kmem_cache_debug(s)) {
1459                 void *p;
1460
1461                 slab_pad_check(s, page);
1462                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1463                                                 page->objects)
1464                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1465         }
1466
1467         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1468
1469         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1470                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1471                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1472                 -pages);
1473
1474         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1475         __ClearPageSlab(page);
1476
1477         page_mapcount_reset(page);
1478         if (current->reclaim_state)
1479                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1480         __free_kmem_pages(page, order);
1481 }
1482
1483 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1484         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1485
1486 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1487 {
1488         struct page *page;
1489
1490         if (need_reserve_slab_rcu)
1491                 page = virt_to_head_page(h);
1492         else
1493                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1494
1495         __free_slab(page->slab_cache, page);
1496 }
1497
1498 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1499 {
1500         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1501                 struct rcu_head *head;
1502
1503                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1504                         int order = compound_order(page);
1505                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1506
1507                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1508                         head = page_address(page) + offset;
1509                 } else {
1510                         /*
1511                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1512                          */
1513                         head = (void *)&page->lru;
1514                 }
1515
1516                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1517         } else
1518                 __free_slab(s, page);
1519 }
1520
1521 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1522 {
1523         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1524         free_slab(s, page);
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Management of partially allocated slabs.
1529  */
1530 static inline void
1531 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1532 {
1533         n->nr_partial++;
1534         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1535                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1536         else
1537                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1538 }
1539
1540 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1541                                 struct page *page, int tail)
1542 {
1543         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1544         __add_partial(n, page, tail);
1545 }
1546
1547 static inline void
1548 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1549 {
1550         list_del(&page->lru);
1551         n->nr_partial--;
1552 }
1553
1554 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1555                                         struct page *page)
1556 {
1557         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1558         __remove_partial(n, page);
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1563  * return the pointer to the freelist.
1564  *
1565  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1566  */
1567 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1568                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1569                 int mode, int *objects)
1570 {
1571         void *freelist;
1572         unsigned long counters;
1573         struct page new;
1574
1575         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1576
1577         /*
1578          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1579          * The old freelist is the list of objects for the
1580          * per cpu allocation list.
1581          */
1582         freelist = page->freelist;
1583         counters = page->counters;
1584         new.counters = counters;
1585         *objects = new.objects - new.inuse;
1586         if (mode) {
1587                 new.inuse = page->objects;
1588                 new.freelist = NULL;
1589         } else {
1590                 new.freelist = freelist;
1591         }
1592
1593         VM_BUG_ON(new.frozen);
1594         new.frozen = 1;
1595
1596         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1597                         freelist, counters,
1598                         new.freelist, new.counters,
1599                         "acquire_slab"))
1600                 return NULL;
1601
1602         remove_partial(n, page);
1603         WARN_ON(!freelist);
1604         return freelist;
1605 }
1606
1607 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1608 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1609
1610 /*
1611  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1612  */
1613 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1614                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1615 {
1616         struct page *page, *page2;
1617         void *object = NULL;
1618         int available = 0;
1619         int objects;
1620
1621         /*
1622          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1623          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1624          * partial slab and there is none available then get_partials()
1625          * will return NULL.
1626          */
1627         if (!n || !n->nr_partial)
1628                 return NULL;
1629
1630         spin_lock(&n->list_lock);
1631         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1632                 void *t;
1633
1634                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1635                         continue;
1636
1637                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1638                 if (!t)
1639                         break;
1640
1641                 available += objects;
1642                 if (!object) {
1643                         c->page = page;
1644                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1645                         object = t;
1646                 } else {
1647                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1648                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1649                 }
1650                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1651                         || available > s->cpu_partial / 2)
1652                         break;
1653
1654         }
1655         spin_unlock(&n->list_lock);
1656         return object;
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1661  */
1662 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1663                 struct kmem_cache_cpu *c)
1664 {
1665 #ifdef CONFIG_NUMA
1666         struct zonelist *zonelist;
1667         struct zoneref *z;
1668         struct zone *zone;
1669         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1670         void *object;
1671         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1672
1673         /*
1674          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1675          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1676          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1677          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1678          *
1679          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1680          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1681          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1682          * from other nodes and filled up.
1683          *
1684          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1685          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1686          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1687          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1688          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1689          * with available objects.
1690          */
1691         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1692                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1693                 return NULL;
1694
1695         do {
1696                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1697                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1698                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1699                         struct kmem_cache_node *n;
1700
1701                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1702
1703                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1704                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1705                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1706                                 if (object) {
1707                                         /*
1708                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1709                                          * here - if mems_allowed was updated in
1710                                          * parallel, that was a harmless race
1711                                          * between allocation and the cpuset
1712                                          * update
1713                                          */
1714                                         return object;
1715                                 }
1716                         }
1717                 }
1718         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1719 #endif
1720         return NULL;
1721 }
1722
1723 /*
1724  * Get a partial page, lock it and return it.
1725  */
1726 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1727                 struct kmem_cache_cpu *c)
1728 {
1729         void *object;
1730         int searchnode = node;
1731
1732         if (node == NUMA_NO_NODE)
1733                 searchnode = numa_mem_id();
1734         else if (!node_present_pages(node))
1735                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1736
1737         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1738         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1739                 return object;
1740
1741         return get_any_partial(s, flags, c);
1742 }
1743
1744 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1745 /*
1746  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1747  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1748  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1749  */
1750 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1751 #else
1752 /*
1753  * No preemption supported therefore also no need to check for
1754  * different cpus.
1755  */
1756 #define TID_STEP 1
1757 #endif
1758
1759 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1760 {
1761         return tid + TID_STEP;
1762 }
1763
1764 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1765 {
1766         return tid % TID_STEP;
1767 }
1768
1769 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1770 {
1771         return tid / TID_STEP;
1772 }
1773
1774 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1775 {
1776         return cpu;
1777 }
1778
1779 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1780                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1781 {
1782 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1783         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1784
1785         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1786
1787 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1788         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1789                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1790                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1791         else
1792 #endif
1793         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1794                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1795                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1796         else
1797                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1798                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1799 #endif
1800         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1801 }
1802
1803 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1804 {
1805         int cpu;
1806
1807         for_each_possible_cpu(cpu)
1808                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1809 }
1810
1811 /*
1812  * Remove the cpu slab
1813  */
1814 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1815                                 void *freelist)
1816 {
1817         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1818         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1819         int lock = 0;
1820         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1821         void *nextfree;
1822         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1823         struct page new;
1824         struct page old;
1825
1826         if (page->freelist) {
1827                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1828                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1829         }
1830
1831         /*
1832          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1833          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1834          * last one.
1835          *
1836          * There is no need to take the list->lock because the page
1837          * is still frozen.
1838          */
1839         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1840                 void *prior;
1841                 unsigned long counters;
1842
1843                 do {
1844                         prior = page->freelist;
1845                         counters = page->counters;
1846                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1847                         new.counters = counters;
1848                         new.inuse--;
1849                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1850
1851                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1852                         prior, counters,
1853                         freelist, new.counters,
1854                         "drain percpu freelist"));
1855
1856                 freelist = nextfree;
1857         }
1858
1859         /*
1860          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1861          * list presence reflects the actual number of objects
1862          * during unfreeze.
1863          *
1864          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1865          * with the count. If there is a mismatch then the page
1866          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1867          *
1868          * Then we restart the process which may have to remove
1869          * the page from the list that we just put it on again
1870          * because the number of objects in the slab may have
1871          * changed.
1872          */
1873 redo:
1874
1875         old.freelist = page->freelist;
1876         old.counters = page->counters;
1877         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1878
1879         /* Determine target state of the slab */
1880         new.counters = old.counters;
1881         if (freelist) {
1882                 new.inuse--;
1883                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1884                 new.freelist = freelist;
1885         } else
1886                 new.freelist = old.freelist;
1887
1888         new.frozen = 0;
1889
1890         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1891                 m = M_FREE;
1892         else if (new.freelist) {
1893                 m = M_PARTIAL;
1894                 if (!lock) {
1895                         lock = 1;
1896                         /*
1897                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1898                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1899                          * is frozen
1900                          */
1901                         spin_lock(&n->list_lock);
1902                 }
1903         } else {
1904                 m = M_FULL;
1905                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1906                         lock = 1;
1907                         /*
1908                          * This also ensures that the scanning of full
1909                          * slabs from diagnostic functions will not see
1910                          * any frozen slabs.
1911                          */
1912                         spin_lock(&n->list_lock);
1913                 }
1914         }
1915
1916         if (l != m) {
1917
1918                 if (l == M_PARTIAL)
1919
1920                         remove_partial(n, page);
1921
1922                 else if (l == M_FULL)
1923
1924                         remove_full(s, n, page);
1925
1926                 if (m == M_PARTIAL) {
1927
1928                         add_partial(n, page, tail);
1929                         stat(s, tail);
1930
1931                 } else if (m == M_FULL) {
1932
1933                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1934                         add_full(s, n, page);
1935
1936                 }
1937         }
1938
1939         l = m;
1940         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1941                                 old.freelist, old.counters,
1942                                 new.freelist, new.counters,
1943                                 "unfreezing slab"))
1944                 goto redo;
1945
1946         if (lock)
1947                 spin_unlock(&n->list_lock);
1948
1949         if (m == M_FREE) {
1950                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1951                 discard_slab(s, page);
1952                 stat(s, FREE_SLAB);
1953         }
1954 }
1955
1956 /*
1957  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1958  *
1959  * This function must be called with interrupts disabled
1960  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1961  * to guarantee no concurrent accesses).
1962  */
1963 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1964                 struct kmem_cache_cpu *c)
1965 {
1966 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1967         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1968         struct page *page, *discard_page = NULL;
1969
1970         while ((page = c->partial)) {
1971                 struct page new;
1972                 struct page old;
1973
1974                 c->partial = page->next;
1975
1976                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1977                 if (n != n2) {
1978                         if (n)
1979                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1980
1981                         n = n2;
1982                         spin_lock(&n->list_lock);
1983                 }
1984
1985                 do {
1986
1987                         old.freelist = page->freelist;
1988                         old.counters = page->counters;
1989                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1990
1991                         new.counters = old.counters;
1992                         new.freelist = old.freelist;
1993
1994                         new.frozen = 0;
1995
1996                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1997                                 old.freelist, old.counters,
1998                                 new.freelist, new.counters,
1999                                 "unfreezing slab"));
2000
2001                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2002                         page->next = discard_page;
2003                         discard_page = page;
2004                 } else {
2005                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2006                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2007                 }
2008         }
2009
2010         if (n)
2011                 spin_unlock(&n->list_lock);
2012
2013         while (discard_page) {
2014                 page = discard_page;
2015                 discard_page = discard_page->next;
2016
2017                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2018                 discard_slab(s, page);
2019                 stat(s, FREE_SLAB);
2020         }
2021 #endif
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2026  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2027  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2028  * onto a random cpus partial slot.
2029  *
2030  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2031  * per node partial list.
2032  */
2033 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2034 {
2035 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2036         struct page *oldpage;
2037         int pages;
2038         int pobjects;
2039
2040         preempt_disable();
2041         do {
2042                 pages = 0;
2043                 pobjects = 0;
2044                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2045
2046                 if (oldpage) {
2047                         pobjects = oldpage->pobjects;
2048                         pages = oldpage->pages;
2049                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2050                                 unsigned long flags;
2051                                 /*
2052                                  * partial array is full. Move the existing
2053                                  * set to the per node partial list.
2054                                  */
2055                                 local_irq_save(flags);
2056                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2057                                 local_irq_restore(flags);
2058                                 oldpage = NULL;
2059                                 pobjects = 0;
2060                                 pages = 0;
2061                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2062                         }
2063                 }
2064
2065                 pages++;
2066                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2067
2068                 page->pages = pages;
2069                 page->pobjects = pobjects;
2070                 page->next = oldpage;
2071
2072         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2073                                                                 != oldpage);
2074         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2075                 unsigned long flags;
2076
2077                 local_irq_save(flags);
2078                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2079                 local_irq_restore(flags);
2080         }
2081         preempt_enable();
2082 #endif
2083 }
2084
2085 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2086 {
2087         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2088         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2089
2090         c->tid = next_tid(c->tid);
2091         c->page = NULL;
2092         c->freelist = NULL;
2093 }
2094
2095 /*
2096  * Flush cpu slab.
2097  *
2098  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2099  */
2100 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2101 {
2102         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2103
2104         if (likely(c)) {
2105                 if (c->page)
2106                         flush_slab(s, c);
2107
2108                 unfreeze_partials(s, c);
2109         }
2110 }
2111
2112 static void flush_cpu_slab(void *d)
2113 {
2114         struct kmem_cache *s = d;
2115
2116         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2117 }
2118
2119 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2120 {
2121         struct kmem_cache *s = info;
2122         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2123
2124         return c->page || c->partial;
2125 }
2126
2127 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2128 {
2129         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2130 }
2131
2132 /*
2133  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2134  * locality expectations.
2135  */
2136 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2137 {
2138 #ifdef CONFIG_NUMA
2139         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2140                 return 0;
2141 #endif
2142         return 1;
2143 }
2144
2145 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2146 static int count_free(struct page *page)
2147 {
2148         return page->objects - page->inuse;
2149 }
2150
2151 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2152 {
2153         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2154 }
2155 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2156
2157 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2158 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2159                                         int (*get_count)(struct page *))
2160 {
2161         unsigned long flags;
2162         unsigned long x = 0;
2163         struct page *page;
2164
2165         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2166         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2167                 x += get_count(page);
2168         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2169         return x;
2170 }
2171 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2172
2173 static noinline void
2174 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2175 {
2176 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2177         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2178                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2179         int node;
2180         struct kmem_cache_node *n;
2181
2182         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2183                 return;
2184
2185         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2186                 nid, gfpflags);
2187         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2188                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2189                 oo_order(s->min));
2190
2191         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2192                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2193                         s->name);
2194
2195         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2196                 unsigned long nr_slabs;
2197                 unsigned long nr_objs;
2198                 unsigned long nr_free;
2199
2200                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2201                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2202                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2203
2204                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2205                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2206         }
2207 #endif
2208 }
2209
2210 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2211                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2212 {
2213         void *freelist;
2214         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2215         struct page *page;
2216
2217         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2218
2219         if (freelist)
2220                 return freelist;
2221
2222         page = new_slab(s, flags, node);
2223         if (page) {
2224                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2225                 if (c->page)
2226                         flush_slab(s, c);
2227
2228                 /*
2229                  * No other reference to the page yet so we can
2230                  * muck around with it freely without cmpxchg
2231                  */
2232                 freelist = page->freelist;
2233                 page->freelist = NULL;
2234
2235                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2236                 c->page = page;
2237                 *pc = c;
2238         } else
2239                 freelist = NULL;
2240
2241         return freelist;
2242 }
2243
2244 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2245 {
2246         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2247                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2248
2249         return true;
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2254  * per cpu freelist or deactivate the page.
2255  *
2256  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2257  *
2258  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2259  *
2260  * This function must be called with interrupt disabled.
2261  */
2262 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2263 {
2264         struct page new;
2265         unsigned long counters;
2266         void *freelist;
2267
2268         do {
2269                 freelist = page->freelist;
2270                 counters = page->counters;
2271
2272                 new.counters = counters;
2273                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2274
2275                 new.inuse = page->objects;
2276                 new.frozen = freelist != NULL;
2277
2278         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2279                 freelist, counters,
2280                 NULL, new.counters,
2281                 "get_freelist"));
2282
2283         return freelist;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2288  * debugging duties.
2289  *
2290  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2291  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2292  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2293  *
2294  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2295  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2296  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2297  *
2298  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2299  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2300  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2301  */
2302 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2303                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2304 {
2305         void *freelist;
2306         struct page *page;
2307         unsigned long flags;
2308
2309         local_irq_save(flags);
2310 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2311         /*
2312          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2313          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2314          * pointer.
2315          */
2316         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2317 #endif
2318
2319         page = c->page;
2320         if (!page)
2321                 goto new_slab;
2322 redo:
2323
2324         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2325                 int searchnode = node;
2326
2327                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2328                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2329
2330                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2331                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2332                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2333                         c->page = NULL;
2334                         c->freelist = NULL;
2335                         goto new_slab;
2336                 }
2337         }
2338
2339         /*
2340          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2341          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2342          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2343          */
2344         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2345                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2346                 c->page = NULL;
2347                 c->freelist = NULL;
2348                 goto new_slab;
2349         }
2350
2351         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2352         freelist = c->freelist;
2353         if (freelist)
2354                 goto load_freelist;
2355
2356         freelist = get_freelist(s, page);
2357
2358         if (!freelist) {
2359                 c->page = NULL;
2360                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2361                 goto new_slab;
2362         }
2363
2364         stat(s, ALLOC_REFILL);
2365
2366 load_freelist:
2367         /*
2368          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2369          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2370          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2371          */
2372         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2373         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2374         c->tid = next_tid(c->tid);
2375         local_irq_restore(flags);
2376         return freelist;
2377
2378 new_slab:
2379
2380         if (c->partial) {
2381                 page = c->page = c->partial;
2382                 c->partial = page->next;
2383                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2384                 c->freelist = NULL;
2385                 goto redo;
2386         }
2387
2388         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2389
2390         if (unlikely(!freelist)) {
2391                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2392                 local_irq_restore(flags);
2393                 return NULL;
2394         }
2395
2396         page = c->page;
2397         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2398                 goto load_freelist;
2399
2400         /* Only entered in the debug case */
2401         if (kmem_cache_debug(s) &&
2402                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2403                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2404
2405         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2406         c->page = NULL;
2407         c->freelist = NULL;
2408         local_irq_restore(flags);
2409         return freelist;
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2414  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2415  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2416  *
2417  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2418  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2419  *
2420  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2421  */
2422 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2423                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2424 {
2425         void **object;
2426         struct kmem_cache_cpu *c;
2427         struct page *page;
2428         unsigned long tid;
2429
2430         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2431         if (!s)
2432                 return NULL;
2433 redo:
2434         /*
2435          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2436          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2437          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2438          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2439          *
2440          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2441          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2442          * to check if it is matched or not.
2443          */
2444         do {
2445                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2446                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2447         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2448                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2449
2450         /*
2451          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2452          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2453          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2454          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2455          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2456          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2457          */
2458         barrier();
2459
2460         /*
2461          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2462          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2463          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2464          * linked list in between.
2465          */
2466
2467         object = c->freelist;
2468         page = c->page;
2469         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2470                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2471                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2472         } else {
2473                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2474
2475                 /*
2476                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2477                  * operation and if we are on the right processor.
2478                  *
2479                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2480                  * semantics!)
2481                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2482                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2483                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2484                  *
2485                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2486                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2487                  * other cpus.
2488                  */
2489                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2490                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2491                                 object, tid,
2492                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2493
2494                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2495                         goto redo;
2496                 }
2497                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2498                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2499         }
2500
2501         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2502                 memset(object, 0, s->object_size);
2503
2504         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2505
2506         return object;
2507 }
2508
2509 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2510                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2511 {
2512         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2513 }
2514
2515 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2516 {
2517         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2518
2519         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2520                                 s->size, gfpflags);
2521
2522         return ret;
2523 }
2524 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2525
2526 #ifdef CONFIG_TRACING
2527 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2528 {
2529         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2530         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2531         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2532         return ret;
2533 }
2534 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2535 #endif
2536
2537 #ifdef CONFIG_NUMA
2538 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2539 {
2540         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2541
2542         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2543                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2544
2545         return ret;
2546 }
2547 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2548
2549 #ifdef CONFIG_TRACING
2550 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2551                                     gfp_t gfpflags,
2552                                     int node, size_t size)
2553 {
2554         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2555
2556         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2557                            size, s->size, gfpflags, node);
2558
2559         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2560         return ret;
2561 }
2562 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2563 #endif
2564 #endif
2565
2566 /*
2567  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2568  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2569  *
2570  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2571  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2572  * handling required then we can return immediately.
2573  */
2574 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2575                         void *x, unsigned long addr)
2576 {
2577         void *prior;
2578         void **object = (void *)x;
2579         int was_frozen;
2580         struct page new;
2581         unsigned long counters;
2582         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2583         unsigned long uninitialized_var(flags);
2584
2585         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2586
2587         if (kmem_cache_debug(s) &&
2588                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2589                 return;
2590
2591         do {
2592                 if (unlikely(n)) {
2593                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2594                         n = NULL;
2595                 }
2596                 prior = page->freelist;
2597                 counters = page->counters;
2598                 set_freepointer(s, object, prior);
2599                 new.counters = counters;
2600                 was_frozen = new.frozen;
2601                 new.inuse--;
2602                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2603
2604                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2605
2606                                 /*
2607                                  * Slab was on no list before and will be
2608                                  * partially empty
2609                                  * We can defer the list move and instead
2610                                  * freeze it.
2611                                  */
2612                                 new.frozen = 1;
2613
2614                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2615
2616                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2617                                 /*
2618                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2619                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2620                                  * drop the list_lock without any processing.
2621                                  *
2622                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2623                                  * other processors updating the list of slabs.
2624                                  */
2625                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2626
2627                         }
2628                 }
2629
2630         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2631                 prior, counters,
2632                 object, new.counters,
2633                 "__slab_free"));
2634
2635         if (likely(!n)) {
2636
2637                 /*
2638                  * If we just froze the page then put it onto the
2639                  * per cpu partial list.
2640                  */
2641                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2642                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2643                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2644                 }
2645                 /*
2646                  * The list lock was not taken therefore no list
2647                  * activity can be necessary.
2648                  */
2649                 if (was_frozen)
2650                         stat(s, FREE_FROZEN);
2651                 return;
2652         }
2653
2654         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2655                 goto slab_empty;
2656
2657         /*
2658          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2659          * then add it.
2660          */
2661         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2662                 if (kmem_cache_debug(s))
2663                         remove_full(s, n, page);
2664                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2665                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2666         }
2667         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2668         return;
2669
2670 slab_empty:
2671         if (prior) {
2672                 /*
2673                  * Slab on the partial list.
2674                  */
2675                 remove_partial(n, page);
2676                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2677         } else {
2678                 /* Slab must be on the full list */
2679                 remove_full(s, n, page);
2680         }
2681
2682         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2683         stat(s, FREE_SLAB);
2684         discard_slab(s, page);
2685 }
2686
2687 /*
2688  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2689  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2690  *
2691  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2692  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2693  * the item before.
2694  *
2695  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2696  * with all sorts of special processing.
2697  */
2698 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2699                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2700 {
2701         void **object = (void *)x;
2702         struct kmem_cache_cpu *c;
2703         unsigned long tid;
2704
2705         slab_free_hook(s, x);
2706
2707 redo:
2708         /*
2709          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2710          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2711          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2712          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2713          */
2714         do {
2715                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2716                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2717         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2718                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2719
2720         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2721         barrier();
2722
2723         if (likely(page == c->page)) {
2724                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2725
2726                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2727                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2728                                 c->freelist, tid,
2729                                 object, next_tid(tid)))) {
2730
2731                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2732                         goto redo;
2733                 }
2734                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2735         } else
2736                 __slab_free(s, page, x, addr);
2737
2738 }
2739
2740 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2741 {
2742         s = cache_from_obj(s, x);
2743         if (!s)
2744                 return;
2745         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2746         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2747 }
2748 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2749
2750 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2751 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2752 {
2753         struct kmem_cache_cpu *c;
2754         struct page *page;
2755         int i;
2756
2757         local_irq_disable();
2758         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2759
2760         for (i = 0; i < size; i++) {
2761                 void *object = p[i];
2762
2763                 BUG_ON(!object);
2764                 /* kmem cache debug support */
2765                 s = cache_from_obj(s, object);
2766                 if (unlikely(!s))
2767                         goto exit;
2768                 slab_free_hook(s, object);
2769
2770                 page = virt_to_head_page(object);
2771
2772                 if (c->page == page) {
2773                         /* Fastpath: local CPU free */
2774                         set_freepointer(s, object, c->freelist);
2775                         c->freelist = object;
2776                 } else {
2777                         c->tid = next_tid(c->tid);
2778                         local_irq_enable();
2779                         /* Slowpath: overhead locked cmpxchg_double_slab */
2780                         __slab_free(s, page, object, _RET_IP_);
2781                         local_irq_disable();
2782                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2783                 }
2784         }
2785 exit:
2786         c->tid = next_tid(c->tid);
2787         local_irq_enable();
2788 }
2789 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2790
2791 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2792 bool kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2793                            void **p)
2794 {
2795         struct kmem_cache_cpu *c;
2796         int i;
2797
2798         /*
2799          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2800          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2801          * handlers invoking normal fastpath.
2802          */
2803         local_irq_disable();
2804         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2805
2806         for (i = 0; i < size; i++) {
2807                 void *object = c->freelist;
2808
2809                 if (unlikely(!object)) {
2810                         local_irq_enable();
2811                         /*
2812                          * Invoking slow path likely have side-effect
2813                          * of re-populating per CPU c->freelist
2814                          */
2815                         p[i] = __slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2816                                             _RET_IP_, c);
2817                         if (unlikely(!p[i])) {
2818                                 __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2819                                 return false;
2820                         }
2821                         local_irq_disable();
2822                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2823                         continue; /* goto for-loop */
2824                 }
2825
2826                 /* kmem_cache debug support */
2827                 s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2828                 if (unlikely(!s)) {
2829                         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2830                         c->tid = next_tid(c->tid);
2831                         local_irq_enable();
2832                         return false;
2833                 }
2834
2835                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2836                 p[i] = object;
2837
2838                 /* kmem_cache debug support */
2839                 slab_post_alloc_hook(s, flags, object);
2840         }
2841         c->tid = next_tid(c->tid);
2842         local_irq_enable();
2843
2844         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2845         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2846                 int j;
2847
2848                 for (j = 0; j < i; j++)
2849                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2850         }
2851
2852         return true;
2853 }
2854 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2855
2856
2857 /*
2858  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2859  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2860  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2861  * another.
2862  *
2863  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2864  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2865  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2866  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2867  * locking overhead.
2868  */
2869
2870 /*
2871  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2872  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2873  * and increases the number of allocations possible without having to
2874  * take the list_lock.
2875  */
2876 static int slub_min_order;
2877 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2878 static int slub_min_objects;
2879
2880 /*
2881  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2882  *
2883  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2884  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2885  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2886  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2887  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2888  * would be wasted.
2889  *
2890  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2891  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2892  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2893  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2894  *
2895  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2896  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2897  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2898  * of space in favor of a small page order.
2899  *
2900  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2901  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2902  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2903  * the smallest order which will fit the object.
2904  */
2905 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2906                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2907 {
2908         int order;
2909         int rem;
2910         int min_order = slub_min_order;
2911
2912         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2913                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2914
2915         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
2916                         order <= max_order; order++) {
2917
2918                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2919
2920                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2921
2922                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2923                         break;
2924         }
2925
2926         return order;
2927 }
2928
2929 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2930 {
2931         int order;
2932         int min_objects;
2933         int fraction;
2934         int max_objects;
2935
2936         /*
2937          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2938          * works by first attempting to generate a layout with
2939          * the best configuration and backing off gradually.
2940          *
2941          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
2942          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2943          */
2944         min_objects = slub_min_objects;
2945         if (!min_objects)
2946                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2947         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2948         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2949
2950         while (min_objects > 1) {
2951                 fraction = 16;
2952                 while (fraction >= 4) {
2953                         order = slab_order(size, min_objects,
2954                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2955                         if (order <= slub_max_order)
2956                                 return order;
2957                         fraction /= 2;
2958                 }
2959                 min_objects--;
2960         }
2961
2962         /*
2963          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2964          * lets see if we can place a single object there.
2965          */
2966         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2967         if (order <= slub_max_order)
2968                 return order;
2969
2970         /*
2971          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2972          */
2973         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2974         if (order < MAX_ORDER)
2975                 return order;
2976         return -ENOSYS;
2977 }
2978
2979 static void
2980 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2981 {
2982         n->nr_partial = 0;
2983         spin_lock_init(&n->list_lock);
2984         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2985 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2986         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2987         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2988         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2989 #endif
2990 }
2991
2992 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2993 {
2994         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2995                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2996
2997         /*
2998          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2999          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3000          */
3001         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3002                                      2 * sizeof(void *));
3003
3004         if (!s->cpu_slab)
3005                 return 0;
3006
3007         init_kmem_cache_cpus(s);
3008
3009         return 1;
3010 }
3011
3012 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3013
3014 /*
3015  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3016  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3017  * possible.
3018  *
3019  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3020  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3021  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3022  */
3023 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3024 {
3025         struct page *page;
3026         struct kmem_cache_node *n;
3027
3028         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3029
3030         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3031
3032         BUG_ON(!page);
3033         if (page_to_nid(page) != node) {
3034                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3035                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3036         }
3037
3038         n = page->freelist;
3039         BUG_ON(!n);
3040         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3041         page->inuse = 1;
3042         page->frozen = 0;
3043         kmem_cache_node->node[node] = n;
3044 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3045         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3046         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3047 #endif
3048         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3049         init_kmem_cache_node(n);
3050         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3051
3052         /*
3053          * No locks need to be taken here as it has just been
3054          * initialized and there is no concurrent access.
3055          */
3056         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3057 }
3058
3059 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3060 {
3061         int node;
3062         struct kmem_cache_node *n;
3063
3064         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3065                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3066                 s->node[node] = NULL;
3067         }
3068 }
3069
3070 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3071 {
3072         int node;
3073
3074         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3075                 struct kmem_cache_node *n;
3076
3077                 if (slab_state == DOWN) {
3078                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3079                         continue;
3080                 }
3081                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3082                                                 GFP_KERNEL, node);
3083
3084                 if (!n) {
3085                         free_kmem_cache_nodes(s);
3086                         return 0;
3087                 }
3088
3089                 s->node[node] = n;
3090                 init_kmem_cache_node(n);
3091         }
3092         return 1;
3093 }
3094
3095 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3096 {
3097         if (min < MIN_PARTIAL)
3098                 min = MIN_PARTIAL;
3099         else if (min > MAX_PARTIAL)
3100                 min = MAX_PARTIAL;
3101         s->min_partial = min;
3102 }
3103
3104 /*
3105  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3106  * a slab object.
3107  */
3108 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3109 {
3110         unsigned long flags = s->flags;
3111         unsigned long size = s->object_size;
3112         int order;
3113
3114         /*
3115          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3116          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3117          * the possible location of the free pointer.
3118          */
3119         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3120
3121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3122         /*
3123          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3124          * the slab may touch the object after free or before allocation
3125          * then we should never poison the object itself.
3126          */
3127         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3128                         !s->ctor)
3129                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3130         else
3131                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3132
3133
3134         /*
3135          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3136          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3137          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3138          */
3139         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3140                 size += sizeof(void *);
3141 #endif
3142
3143         /*
3144          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3145          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3146          */
3147         s->inuse = size;
3148
3149         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3150                 s->ctor)) {
3151                 /*
3152                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3153                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3154                  * kmem_cache_free.
3155                  *
3156                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3157                  * destructor or are poisoning the objects.
3158                  */
3159                 s->offset = size;
3160                 size += sizeof(void *);
3161         }
3162
3163 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3164         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3165                 /*
3166                  * Need to store information about allocs and frees after
3167                  * the object.
3168                  */
3169                 size += 2 * sizeof(struct track);
3170
3171         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3172                 /*
3173                  * Add some empty padding so that we can catch
3174                  * overwrites from earlier objects rather than let
3175                  * tracking information or the free pointer be
3176                  * corrupted if a user writes before the start
3177                  * of the object.
3178                  */
3179                 size += sizeof(void *);
3180 #endif
3181
3182         /*
3183          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3184          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3185          * each object to conform to the alignment.
3186          */
3187         size = ALIGN(size, s->align);
3188         s->size = size;
3189         if (forced_order >= 0)
3190                 order = forced_order;
3191         else
3192                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3193
3194         if (order < 0)
3195                 return 0;
3196
3197         s->allocflags = 0;
3198         if (order)
3199                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3200
3201         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3202                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3203
3204         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3205                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3206
3207         /*
3208          * Determine the number of objects per slab
3209          */
3210         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3211         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3212         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3213                 s->max = s->oo;
3214
3215         return !!oo_objects(s->oo);
3216 }
3217
3218 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3219 {
3220         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3221         s->reserved = 0;
3222
3223         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3224                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3225
3226         if (!calculate_sizes(s, -1))
3227                 goto error;
3228         if (disable_higher_order_debug) {
3229                 /*
3230                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3231                  * order increased.
3232                  */
3233                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3234                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3235                         s->offset = 0;
3236                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3237                                 goto error;
3238                 }
3239         }
3240
3241 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3242     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3243         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3244                 /* Enable fast mode */
3245                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3246 #endif
3247
3248         /*
3249          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3250          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3251          */
3252         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3253
3254         /*
3255          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3256          * per cpu partial lists of a processor.
3257          *
3258          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3259          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3260          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3261          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3262          *
3263          * This setting also determines
3264          *
3265          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3266          *    per node list when we reach the limit.
3267          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3268          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3269          *    50% to keep some capacity around for frees.
3270          */
3271         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3272                 s->cpu_partial = 0;
3273         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3274                 s->cpu_partial = 2;
3275         else if (s->size >= 1024)
3276                 s->cpu_partial = 6;
3277         else if (s->size >= 256)
3278                 s->cpu_partial = 13;
3279         else
3280                 s->cpu_partial = 30;
3281
3282 #ifdef CONFIG_NUMA
3283         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3284 #endif
3285         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3286                 goto error;
3287
3288         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3289                 return 0;
3290
3291         free_kmem_cache_nodes(s);
3292 error:
3293         if (flags & SLAB_PANIC)
3294                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3295                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3296                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3297                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3298         return -EINVAL;
3299 }
3300
3301 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3302                                                         const char *text)
3303 {
3304 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3305         void *addr = page_address(page);
3306         void *p;
3307         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3308                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3309         if (!map)
3310                 return;
3311         slab_err(s, page, text, s->name);
3312         slab_lock(page);
3313
3314         get_map(s, page, map);
3315         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3316
3317                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3318                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3319                         print_tracking(s, p);
3320                 }
3321         }
3322         slab_unlock(page);
3323         kfree(map);
3324 #endif
3325 }
3326
3327 /*
3328  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3329  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3330  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3331  */
3332 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3333 {
3334         struct page *page, *h;
3335
3336         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3337                 if (!page->inuse) {
3338                         __remove_partial(n, page);
3339                         discard_slab(s, page);
3340                 } else {
3341                         list_slab_objects(s, page,
3342                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3343                 }
3344         }
3345 }
3346
3347 /*
3348  * Release all resources used by a slab cache.
3349  */
3350 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3351 {
3352         int node;
3353         struct kmem_cache_node *n;
3354
3355         flush_all(s);
3356         /* Attempt to free all objects */
3357         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3358                 free_partial(s, n);
3359                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3360                         return 1;
3361         }
3362         free_percpu(s->cpu_slab);
3363         free_kmem_cache_nodes(s);
3364         return 0;
3365 }
3366
3367 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3368 {
3369         return kmem_cache_close(s);
3370 }
3371
3372 /********************************************************************
3373  *              Kmalloc subsystem
3374  *******************************************************************/
3375
3376 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3377 {
3378         get_option(&str, &slub_min_order);
3379
3380         return 1;
3381 }
3382
3383 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3384
3385 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3386 {
3387         get_option(&str, &slub_max_order);
3388         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3389
3390         return 1;
3391 }
3392
3393 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3394
3395 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3396 {
3397         get_option(&str, &slub_min_objects);
3398
3399         return 1;
3400 }
3401
3402 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3403
3404 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3405 {
3406         struct kmem_cache *s;
3407         void *ret;
3408
3409         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3410                 return kmalloc_large(size, flags);
3411
3412         s = kmalloc_slab(size, flags);
3413
3414         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3415                 return s;
3416
3417         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3418
3419         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3420
3421         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3422
3423         return ret;
3424 }
3425 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3426
3427 #ifdef CONFIG_NUMA
3428 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3429 {
3430         struct page *page;
3431         void *ptr = NULL;
3432
3433         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3434         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3435         if (page)
3436                 ptr = page_address(page);
3437
3438         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3439         return ptr;
3440 }
3441
3442 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3443 {
3444         struct kmem_cache *s;
3445         void *ret;
3446
3447         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3448                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3449
3450                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3451                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3452                                    flags, node);
3453
3454                 return ret;
3455         }
3456
3457         s = kmalloc_slab(size, flags);
3458
3459         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3460                 return s;
3461
3462         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3463
3464         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3465
3466         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3467
3468         return ret;
3469 }
3470 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3471 #endif
3472
3473 static size_t __ksize(const void *object)
3474 {
3475         struct page *page;
3476
3477         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3478                 return 0;
3479
3480         page = virt_to_head_page(object);
3481
3482         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3483                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3484                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3485         }
3486
3487         return slab_ksize(page->slab_cache);
3488 }
3489
3490 size_t ksize(const void *object)
3491 {
3492         size_t size = __ksize(object);
3493         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3494            so we need unpoison this area. */
3495         kasan_krealloc(object, size);
3496         return size;
3497 }
3498 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3499
3500 void kfree(const void *x)
3501 {
3502         struct page *page;
3503         void *object = (void *)x;
3504
3505         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3506
3507         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3508                 return;
3509
3510         page = virt_to_head_page(x);
3511         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3512                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3513                 kfree_hook(x);
3514                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3515                 return;
3516         }
3517         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3518 }
3519 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3520
3521 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3522
3523 /*
3524  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3525  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3526  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3527  *
3528  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3529  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3530  * are freed in them.
3531  */
3532 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3533 {
3534         int node;
3535         int i;
3536         struct kmem_cache_node *n;
3537         struct page *page;
3538         struct page *t;
3539         struct list_head discard;
3540         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3541         unsigned long flags;
3542         int ret = 0;
3543
3544         if (deactivate) {
3545                 /*
3546                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3547                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3548                  */
3549                 s->cpu_partial = 0;
3550                 s->min_partial = 0;
3551
3552                 /*
3553                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3554                  * so we have to make sure the change is visible.
3555                  */
3556                 kick_all_cpus_sync();
3557         }
3558
3559         flush_all(s);
3560         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3561                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3562                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3563                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3564
3565                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3566
3567                 /*
3568                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3569                  *
3570                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3571                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3572                  */
3573                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3574                         int free = page->objects - page->inuse;
3575
3576                         /* Do not reread page->inuse */
3577                         barrier();
3578
3579                         /* We do not keep full slabs on the list */
3580                         BUG_ON(free <= 0);
3581
3582                         if (free == page->objects) {
3583                                 list_move(&page->lru, &discard);
3584                                 n->nr_partial--;
3585                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3586                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3587                 }
3588
3589                 /*
3590                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3591                  * partial list.
3592                  */
3593                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3594                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3595
3596                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3597
3598                 /* Release empty slabs */
3599                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3600                         discard_slab(s, page);
3601
3602                 if (slabs_node(s, node))
3603                         ret = 1;
3604         }
3605
3606         return ret;
3607 }
3608
3609 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3610 {
3611         struct kmem_cache *s;
3612
3613         mutex_lock(&slab_mutex);
3614         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3615                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3616         mutex_unlock(&slab_mutex);
3617
3618         return 0;
3619 }
3620
3621 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3622 {
3623         struct kmem_cache_node *n;
3624         struct kmem_cache *s;
3625         struct memory_notify *marg = arg;
3626         int offline_node;
3627
3628         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3629
3630         /*
3631          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3632          * for it yet.
3633          */
3634         if (offline_node < 0)
3635                 return;
3636
3637         mutex_lock(&slab_mutex);
3638         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3639                 n = get_node(s, offline_node);
3640                 if (n) {
3641                         /*
3642                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3643                          * that is going down. We were unable to free them,
3644                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3645                          * callback. So, we must fail.
3646                          */
3647                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3648
3649                         s->node[offline_node] = NULL;
3650                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3651                 }
3652         }
3653         mutex_unlock(&slab_mutex);
3654 }
3655
3656 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3657 {
3658         struct kmem_cache_node *n;
3659         struct kmem_cache *s;
3660         struct memory_notify *marg = arg;
3661         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3662         int ret = 0;
3663
3664         /*
3665          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3666          * already created. Nothing to do.
3667          */
3668         if (nid < 0)
3669                 return 0;
3670
3671         /*
3672          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3673          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3674          * online.
3675          */
3676         mutex_lock(&slab_mutex);
3677         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3678                 /*
3679                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3680                  *      since memory is not yet available from the node that
3681                  *      is brought up.
3682                  */
3683                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3684                 if (!n) {
3685                         ret = -ENOMEM;
3686                         goto out;
3687                 }
3688                 init_kmem_cache_node(n);
3689                 s->node[nid] = n;
3690         }
3691 out:
3692         mutex_unlock(&slab_mutex);
3693         return ret;
3694 }
3695
3696 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3697                                 unsigned long action, void *arg)
3698 {
3699         int ret = 0;
3700
3701         switch (action) {
3702         case MEM_GOING_ONLINE:
3703                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3704                 break;
3705         case MEM_GOING_OFFLINE:
3706                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3707                 break;
3708         case MEM_OFFLINE:
3709         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3710                 slab_mem_offline_callback(arg);
3711                 break;
3712         case MEM_ONLINE:
3713         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3714                 break;
3715         }
3716         if (ret)
3717                 ret = notifier_from_errno(ret);
3718         else
3719                 ret = NOTIFY_OK;
3720         return ret;
3721 }
3722
3723 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3724         .notifier_call = slab_memory_callback,
3725         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3726 };
3727
3728 /********************************************************************
3729  *                      Basic setup of slabs
3730  *******************************************************************/
3731
3732 /*
3733  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3734  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3735  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3736  */
3737
3738 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3739 {
3740         int node;
3741         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3742         struct kmem_cache_node *n;
3743
3744         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3745
3746         /*
3747          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3748          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3749          * IPIs around.
3750          */
3751         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3752         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3753                 struct page *p;
3754
3755                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3756                         p->slab_cache = s;
3757
3758 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3759                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3760                         p->slab_cache = s;
3761 #endif
3762         }
3763         slab_init_memcg_params(s);
3764         list_add(&s->list, &slab_caches);
3765         return s;
3766 }
3767
3768 void __init kmem_cache_init(void)
3769 {
3770         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3771                 boot_kmem_cache_node;
3772
3773         if (debug_guardpage_minorder())
3774                 slub_max_order = 0;
3775
3776         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3777         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3778
3779         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3780                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3781
3782         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3783
3784         /* Able to allocate the per node structures */
3785         slab_state = PARTIAL;
3786
3787         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3788                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3789                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3790                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3791
3792         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3793
3794         /*
3795          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3796          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3797          * update any list pointers.
3798          */
3799         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3800
3801         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3802         setup_kmalloc_cache_index_table();
3803         create_kmalloc_caches(0);
3804
3805 #ifdef CONFIG_SMP
3806         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3807 #endif
3808
3809         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3810                 cache_line_size(),
3811                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3812                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3813 }
3814
3815 void __init kmem_cache_init_late(void)
3816 {
3817 }
3818
3819 struct kmem_cache *
3820 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3821                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3822 {
3823         struct kmem_cache *s, *c;
3824
3825         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3826         if (s) {
3827                 s->refcount++;
3828
3829                 /*
3830                  * Adjust the object sizes so that we clear
3831                  * the complete object on kzalloc.
3832                  */
3833                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3834                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3835
3836                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3837                         c->object_size = s->object_size;
3838                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3839                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3840                 }
3841
3842                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3843                         s->refcount--;
3844                         s = NULL;
3845                 }
3846         }
3847
3848         return s;
3849 }
3850
3851 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3852 {
3853         int err;
3854
3855         err = kmem_cache_open(s, flags);
3856         if (err)
3857                 return err;
3858
3859         /* Mutex is not taken during early boot */
3860         if (slab_state <= UP)
3861                 return 0;
3862
3863         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3864         err = sysfs_slab_add(s);
3865         if (err)
3866                 kmem_cache_close(s);
3867
3868         return err;
3869 }
3870
3871 #ifdef CONFIG_SMP
3872 /*
3873  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3874  * necessary.
3875  */
3876 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3877                 unsigned long action, void *hcpu)
3878 {
3879         long cpu = (long)hcpu;
3880         struct kmem_cache *s;
3881         unsigned long flags;
3882
3883         switch (action) {
3884         case CPU_UP_CANCELED:
3885         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3886         case CPU_DEAD:
3887         case CPU_DEAD_FROZEN:
3888                 mutex_lock(&slab_mutex);
3889                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3890                         local_irq_save(flags);
3891                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3892                         local_irq_restore(flags);
3893                 }
3894                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3895                 break;
3896         default:
3897                 break;
3898         }
3899         return NOTIFY_OK;
3900 }
3901
3902 static struct notifier_block slab_notifier = {
3903         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3904 };
3905
3906 #endif
3907
3908 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3909 {
3910         struct kmem_cache *s;
3911         void *ret;
3912
3913         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3914                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3915
3916         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3917
3918         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3919                 return s;
3920
3921         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3922
3923         /* Honor the call site pointer we received. */
3924         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3925
3926         return ret;
3927 }
3928
3929 #ifdef CONFIG_NUMA
3930 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3931                                         int node, unsigned long caller)
3932 {
3933         struct kmem_cache *s;
3934         void *ret;
3935
3936         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3937                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3938
3939                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3940                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3941                                    gfpflags, node);
3942
3943                 return ret;
3944         }
3945
3946         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3947
3948         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3949                 return s;
3950
3951         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3952
3953         /* Honor the call site pointer we received. */
3954         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3955
3956         return ret;
3957 }
3958 #endif
3959
3960 #ifdef CONFIG_SYSFS
3961 static int count_inuse(struct page *page)
3962 {
3963         return page->inuse;
3964 }
3965
3966 static int count_total(struct page *page)
3967 {
3968         return page->objects;
3969 }
3970 #endif
3971
3972 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3973 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3974                                                 unsigned long *map)
3975 {
3976         void *p;
3977         void *addr = page_address(page);
3978
3979         if (!check_slab(s, page) ||
3980                         !on_freelist(s, page, NULL))
3981                 return 0;
3982
3983         /* Now we know that a valid freelist exists */
3984         bitmap_zero(map, page->objects);
3985
3986         get_map(s, page, map);
3987         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3988                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3989                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3990                                 return 0;
3991         }
3992
3993         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3994                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3995                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3996                                 return 0;
3997         return 1;
3998 }
3999
4000 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4001                                                 unsigned long *map)
4002 {
4003         slab_lock(page);
4004         validate_slab(s, page, map);
4005         slab_unlock(page);
4006 }
4007
4008 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4009                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4010 {
4011         unsigned long count = 0;
4012         struct page *page;
4013         unsigned long flags;
4014
4015         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4016
4017         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4018                 validate_slab_slab(s, page, map);
4019                 count++;
4020         }
4021         if (count != n->nr_partial)
4022                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4023                        s->name, count, n->nr_partial);
4024
4025         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4026                 goto out;
4027
4028         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4029                 validate_slab_slab(s, page, map);
4030                 count++;
4031         }
4032         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4033                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4034                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4035
4036 out:
4037         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4038         return count;
4039 }
4040
4041 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4042 {
4043         int node;
4044         unsigned long count = 0;
4045         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4046                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4047         struct kmem_cache_node *n;
4048
4049         if (!map)
4050                 return -ENOMEM;
4051
4052         flush_all(s);
4053         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4054                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4055         kfree(map);
4056         return count;
4057 }
4058 /*
4059  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4060  * and freed.
4061  */
4062
4063 struct location {
4064         unsigned long count;
4065         unsigned long addr;
4066         long long sum_time;
4067         long min_time;
4068         long max_time;
4069         long min_pid;
4070         long max_pid;
4071         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4072         nodemask_t nodes;
4073 };
4074
4075 struct loc_track {
4076         unsigned long max;
4077         unsigned long count;
4078         struct location *loc;
4079 };
4080
4081 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4082 {
4083         if (t->max)
4084                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4085                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4086 }
4087
4088 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4089 {
4090         struct location *l;
4091         int order;
4092
4093         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4094
4095         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4096         if (!l)
4097                 return 0;
4098
4099         if (t->count) {
4100                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4101                 free_loc_track(t);
4102         }
4103         t->max = max;
4104         t->loc = l;
4105         return 1;
4106 }
4107
4108 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4109                                 const struct track *track)
4110 {
4111         long start, end, pos;
4112         struct location *l;
4113         unsigned long caddr;
4114         unsigned long age = jiffies - track->when;
4115
4116         start = -1;
4117         end = t->count;
4118
4119         for ( ; ; ) {
4120                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4121
4122                 /*
4123                  * There is nothing at "end". If we end up there
4124                  * we need to add something to before end.
4125                  */
4126                 if (pos == end)
4127                         break;
4128
4129                 caddr = t->loc[pos].addr;
4130                 if (track->addr == caddr) {
4131
4132                         l = &t->loc[pos];
4133                         l->count++;
4134                         if (track->when) {
4135                                 l->sum_time += age;
4136                                 if (age < l->min_time)
4137                                         l->min_time = age;
4138                                 if (age > l->max_time)
4139                                         l->max_time = age;
4140
4141                                 if (track->pid < l->min_pid)
4142                                         l->min_pid = track->pid;
4143                                 if (track->pid > l->max_pid)
4144                                         l->max_pid = track->pid;
4145
4146                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4147                                                 to_cpumask(l->cpus));
4148                         }
4149                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4150                         return 1;
4151                 }
4152
4153                 if (track->addr < caddr)
4154                         end = pos;
4155                 else
4156                         start = pos;
4157         }
4158
4159         /*
4160          * Not found. Insert new tracking element.
4161          */
4162         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4163                 return 0;
4164
4165         l = t->loc + pos;
4166         if (pos < t->count)
4167                 memmove(l + 1, l,
4168                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4169         t->count++;
4170         l->count = 1;
4171         l->addr = track->addr;
4172         l->sum_time = age;
4173         l->min_time = age;
4174         l->max_time = age;
4175         l->min_pid = track->pid;
4176         l->max_pid = track->pid;
4177         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4178         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4179         nodes_clear(l->nodes);
4180         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4181         return 1;
4182 }
4183
4184 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4185                 struct page *page, enum track_item alloc,
4186                 unsigned long *map)
4187 {
4188         void *addr = page_address(page);
4189         void *p;
4190
4191         bitmap_zero(map, page->objects);
4192         get_map(s, page, map);
4193
4194         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4195                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4196                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4197 }
4198
4199 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4200                                         enum track_item alloc)
4201 {
4202         int len = 0;
4203         unsigned long i;
4204         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4205         int node;
4206         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4207                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4208         struct kmem_cache_node *n;
4209
4210         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4211                                      GFP_TEMPORARY)) {
4212                 kfree(map);
4213                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4214         }
4215         /* Push back cpu slabs */
4216         flush_all(s);
4217
4218         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4219                 unsigned long flags;
4220                 struct page *page;
4221
4222                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4223                         continue;
4224
4225                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4226                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4227                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4228                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4229                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4230                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4231         }
4232
4233         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4234                 struct location *l = &t.loc[i];
4235
4236                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4237                         break;
4238                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4239
4240                 if (l->addr)
4241                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4242                 else
4243                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4244
4245                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4246                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4247                                 l->min_time,
4248                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4249                                 l->max_time);
4250                 } else
4251                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4252                                 l->min_time);
4253
4254                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4255                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4256                                 l->min_pid, l->max_pid);
4257                 else
4258                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4259                                 l->min_pid);
4260
4261                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4262                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4263                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4264                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4265                                          " cpus=%*pbl",
4266                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4267
4268                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4269                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4270                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4271                                          " nodes=%*pbl",
4272                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4273
4274                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4275         }
4276
4277         free_loc_track(&t);
4278         kfree(map);
4279         if (!t.count)
4280                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4281         return len;
4282 }
4283 #endif
4284
4285 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4286 static void __init resiliency_test(void)
4287 {
4288         u8 *p;
4289
4290         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4291
4292         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4293         pr_err("-----------------------\n");
4294         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4295
4296         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4297         p[16] = 0x12;
4298         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4299                p + 16);
4300
4301         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4302
4303         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4304         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4305         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4306         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4307                p);
4308         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4309
4310         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4311         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4312         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4313         *p = 0x56;
4314         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4315                p);
4316         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4317         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4318
4319         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4320         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4321         kfree(p);
4322         *p = 0x78;
4323         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4324         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4325
4326         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4327         kfree(p);
4328         p[50] = 0x9a;
4329         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4330         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4331
4332         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4333         kfree(p);
4334         p[512] = 0xab;
4335         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4336         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4337 }
4338 #else
4339 #ifdef CONFIG_SYSFS
4340 static void resiliency_test(void) {};
4341 #endif
4342 #endif
4343
4344 #ifdef CONFIG_SYSFS
4345 enum slab_stat_type {
4346         SL_ALL,                 /* All slabs */
4347         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4348         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4349         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4350         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4351 };
4352
4353 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4354 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4355 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4356 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4357 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4358
4359 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4360                             char *buf, unsigned long flags)
4361 {
4362         unsigned long total = 0;
4363         int node;
4364         int x;
4365         unsigned long *nodes;
4366
4367         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4368         if (!nodes)
4369                 return -ENOMEM;
4370
4371         if (flags & SO_CPU) {
4372                 int cpu;
4373
4374                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4375                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4376                                                                cpu);
4377                         int node;
4378                         struct page *page;
4379
4380                         page = READ_ONCE(c->page);
4381                         if (!page)
4382                                 continue;
4383
4384                         node = page_to_nid(page);
4385                         if (flags & SO_TOTAL)
4386                                 x = page->objects;
4387                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4388                                 x = page->inuse;
4389                         else
4390                                 x = 1;
4391
4392                         total += x;
4393                         nodes[node] += x;
4394
4395                         page = READ_ONCE(c->partial);
4396                         if (page) {
4397                                 node = page_to_nid(page);
4398                                 if (flags & SO_TOTAL)
4399                                         WARN_ON_ONCE(1);
4400                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4401                                         WARN_ON_ONCE(1);
4402                                 else
4403                                         x = page->pages;
4404                                 total += x;
4405                                 nodes[node] += x;
4406                         }
4407                 }
4408         }
4409
4410         get_online_mems();
4411 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4412         if (flags & SO_ALL) {
4413                 struct kmem_cache_node *n;
4414
4415                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4416
4417                         if (flags & SO_TOTAL)
4418                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4419                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4420                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4421                                         count_partial(n, count_free);
4422                         else
4423                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4424                         total += x;
4425                         nodes[node] += x;
4426                 }
4427
4428         } else
4429 #endif
4430         if (flags & SO_PARTIAL) {
4431                 struct kmem_cache_node *n;
4432
4433                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4434                         if (flags & SO_TOTAL)
4435                                 x = count_partial(n, count_total);
4436                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4437                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4438                         else
4439                                 x = n->nr_partial;
4440                         total += x;
4441                         nodes[node] += x;
4442                 }
4443         }
4444         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4445 #ifdef CONFIG_NUMA
4446         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4447                 if (nodes[node])
4448                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4449                                         node, nodes[node]);
4450 #endif
4451         put_online_mems();
4452         kfree(nodes);
4453         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4454 }
4455
4456 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4457 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4458 {
4459         int node;
4460         struct kmem_cache_node *n;
4461
4462         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4463                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4464                         return 1;
4465
4466         return 0;
4467 }
4468 #endif
4469
4470 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4471 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4472
4473 struct slab_attribute {
4474         struct attribute attr;
4475         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4476         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4477 };
4478
4479 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4480         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4481         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4482
4483 #define SLAB_ATTR(_name) \
4484         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4485         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4486
4487 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4488 {
4489         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4490 }
4491 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4492
4493 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4494 {
4495         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4496 }
4497 SLAB_ATTR_RO(align);
4498
4499 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4500 {
4501         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4502 }
4503 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4504
4505 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4506 {
4507         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4508 }
4509 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4510
4511 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4512                                 const char *buf, size_t length)
4513 {
4514         unsigned long order;
4515         int err;
4516
4517         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4518         if (err)
4519                 return err;
4520
4521         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4522                 return -EINVAL;
4523
4524         calculate_sizes(s, order);
4525         return length;
4526 }
4527
4528 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4529 {
4530         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4531 }
4532 SLAB_ATTR(order);
4533
4534 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4535 {
4536         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4537 }
4538
4539 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4540                                  size_t length)
4541 {
4542         unsigned long min;
4543         int err;
4544
4545         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4546         if (err)
4547                 return err;
4548
4549         set_min_partial(s, min);
4550         return length;
4551 }
4552 SLAB_ATTR(min_partial);
4553
4554 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4555 {
4556         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4557 }
4558
4559 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4560                                  size_t length)
4561 {
4562         unsigned long objects;
4563         int err;
4564
4565         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4566         if (err)
4567                 return err;
4568         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4569                 return -EINVAL;
4570
4571         s->cpu_partial = objects;
4572         flush_all(s);
4573         return length;
4574 }
4575 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4576
4577 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4578 {
4579         if (!s->ctor)
4580                 return 0;
4581         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4582 }
4583 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4584
4585 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4586 {
4587         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4588 }
4589 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4590
4591 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4592 {
4593         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4594 }
4595 SLAB_ATTR_RO(partial);
4596
4597 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4598 {
4599         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4600 }
4601 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4602
4603 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4604 {
4605         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4606 }
4607 SLAB_ATTR_RO(objects);
4608
4609 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4610 {
4611         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4612 }
4613 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4614
4615 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4616 {
4617         int objects = 0;
4618         int pages = 0;
4619         int cpu;
4620         int len;
4621
4622         for_each_online_cpu(cpu) {
4623                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4624
4625                 if (page) {
4626                         pages += page->pages;
4627                         objects += page->pobjects;
4628                 }
4629         }
4630
4631         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4632
4633 #ifdef CONFIG_SMP
4634         for_each_online_cpu(cpu) {
4635                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4636
4637                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4638                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4639                                 page->pobjects, page->pages);
4640         }
4641 #endif
4642         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4643 }
4644 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4645
4646 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4647 {
4648         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4649 }
4650
4651 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4652                                 const char *buf, size_t length)
4653 {
4654         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4655         if (buf[0] == '1')
4656                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4657         return length;
4658 }
4659 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4660
4661 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4662 {
4663         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4664 }
4665 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4666
4667 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4668 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4669 {
4670         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4671 }
4672 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4673 #endif
4674
4675 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4676 {
4677         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4678 }
4679 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4680
4681 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4682 {
4683         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4684 }
4685 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4686
4687 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4688 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4689 {
4690         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4691 }
4692 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4693
4694 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4695 {
4696         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4697 }
4698 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4699
4700 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4701 {
4702         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4703 }
4704
4705 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4706                                 const char *buf, size_t length)
4707 {
4708         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4709         if (buf[0] == '1') {
4710                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4711                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4712         }
4713         return length;
4714 }
4715 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4716
4717 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4718 {
4719         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4720 }
4721
4722 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4723                                                         size_t length)
4724 {
4725         /*
4726          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4727          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4728          * cache into an umergeable one.
4729          */
4730         if (s->refcount > 1)
4731                 return -EINVAL;
4732
4733         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4734         if (buf[0] == '1') {
4735                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4736                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4737         }
4738         return length;
4739 }
4740 SLAB_ATTR(trace);
4741
4742 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4743 {
4744         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4745 }
4746
4747 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4748                                 const char *buf, size_t length)
4749 {
4750         if (any_slab_objects(s))
4751                 return -EBUSY;
4752
4753         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4754         if (buf[0] == '1') {
4755                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4756                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4757         }
4758         calculate_sizes(s, -1);
4759         return length;
4760 }
4761 SLAB_ATTR(red_zone);
4762
4763 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4766 }
4767
4768 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4769                                 const char *buf, size_t length)
4770 {
4771         if (any_slab_objects(s))
4772                 return -EBUSY;
4773
4774         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4775         if (buf[0] == '1') {
4776                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4777                 s->flags |= SLAB_POISON;
4778         }
4779         calculate_sizes(s, -1);
4780         return length;
4781 }
4782 SLAB_ATTR(poison);
4783
4784 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4785 {
4786         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4787 }
4788
4789 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4790                                 const char *buf, size_t length)
4791 {
4792         if (any_slab_objects(s))
4793                 return -EBUSY;
4794
4795         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4796         if (buf[0] == '1') {
4797                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4798                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4799         }
4800         calculate_sizes(s, -1);
4801         return length;
4802 }
4803 SLAB_ATTR(store_user);
4804
4805 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4806 {
4807         return 0;
4808 }
4809
4810 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4811                         const char *buf, size_t length)
4812 {
4813         int ret = -EINVAL;
4814
4815         if (buf[0] == '1') {
4816                 ret = validate_slab_cache(s);
4817                 if (ret >= 0)
4818                         ret = length;
4819         }
4820         return ret;
4821 }
4822 SLAB_ATTR(validate);
4823
4824 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4825 {
4826         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4827                 return -ENOSYS;
4828         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4829 }
4830 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4831
4832 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4833 {
4834         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4835                 return -ENOSYS;
4836         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4837 }
4838 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4839 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4840
4841 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4842 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4843 {
4844         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4845 }
4846
4847 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4848                                                         size_t length)
4849 {
4850         if (s->refcount > 1)
4851                 return -EINVAL;
4852
4853         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4854         if (buf[0] == '1')
4855                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4856         return length;
4857 }
4858 SLAB_ATTR(failslab);
4859 #endif
4860
4861 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4862 {
4863         return 0;
4864 }
4865
4866 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4867                         const char *buf, size_t length)
4868 {
4869         if (buf[0] == '1')
4870                 kmem_cache_shrink(s);
4871         else
4872                 return -EINVAL;
4873         return length;
4874 }
4875 SLAB_ATTR(shrink);
4876
4877 #ifdef CONFIG_NUMA
4878 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4879 {
4880         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4881 }
4882
4883 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4884                                 const char *buf, size_t length)
4885 {
4886         unsigned long ratio;
4887         int err;
4888
4889         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4890         if (err)
4891                 return err;
4892
4893         if (ratio <= 100)
4894                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4895
4896         return length;
4897 }
4898 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4899 #endif
4900
4901 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4902 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4903 {
4904         unsigned long sum  = 0;
4905         int cpu;
4906         int len;
4907         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4908
4909         if (!data)
4910                 return -ENOMEM;
4911
4912         for_each_online_cpu(cpu) {
4913                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4914
4915                 data[cpu] = x;
4916                 sum += x;
4917         }
4918
4919         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4920
4921 #ifdef CONFIG_SMP
4922         for_each_online_cpu(cpu) {
4923                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4924                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4925         }
4926 #endif
4927         kfree(data);
4928         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4929 }
4930
4931 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4932 {
4933         int cpu;
4934
4935         for_each_online_cpu(cpu)
4936                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4937 }
4938
4939 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4940 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4941 {                                                               \
4942         return show_stat(s, buf, si);                           \
4943 }                                                               \
4944 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4945                                 const char *buf, size_t length) \
4946 {                                                               \
4947         if (buf[0] != '0')                                      \
4948                 return -EINVAL;                                 \
4949         clear_stat(s, si);                                      \
4950         return length;                                          \
4951 }                                                               \
4952 SLAB_ATTR(text);                                                \
4953
4954 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4955 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4956 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4957 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4958 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4959 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4960 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4961 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4962 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4963 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4964 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4965 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4966 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4967 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4968 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4969 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4970 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4971 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4972 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4973 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4974 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4975 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4976 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4977 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4978 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4979 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4980 #endif
4981
4982 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4983         &slab_size_attr.attr,
4984         &object_size_attr.attr,
4985         &objs_per_slab_attr.attr,
4986         &order_attr.attr,
4987         &min_partial_attr.attr,
4988         &cpu_partial_attr.attr,
4989         &objects_attr.attr,
4990         &objects_partial_attr.attr,
4991         &partial_attr.attr,
4992         &cpu_slabs_attr.attr,
4993         &ctor_attr.attr,
4994         &aliases_attr.attr,
4995         &align_attr.attr,
4996         &hwcache_align_attr.attr,
4997         &reclaim_account_attr.attr,
4998         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4999         &shrink_attr.attr,
5000         &reserved_attr.attr,
5001         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5002 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5003         &total_objects_attr.attr,
5004         &slabs_attr.attr,
5005         &sanity_checks_attr.attr,
5006         &trace_attr.attr,
5007         &red_zone_attr.attr,
5008         &poison_attr.attr,
5009         &store_user_attr.attr,
5010         &validate_attr.attr,
5011         &alloc_calls_attr.attr,
5012         &free_calls_attr.attr,
5013 #endif
5014 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5015         &cache_dma_attr.attr,
5016 #endif
5017 #ifdef CONFIG_NUMA
5018         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5019 #endif
5020 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5021         &alloc_fastpath_attr.attr,
5022         &alloc_slowpath_attr.attr,
5023         &free_fastpath_attr.attr,
5024         &free_slowpath_attr.attr,
5025         &free_frozen_attr.attr,
5026         &free_add_partial_attr.attr,
5027         &free_remove_partial_attr.attr,
5028         &alloc_from_partial_attr.attr,
5029         &alloc_slab_attr.attr,
5030         &alloc_refill_attr.attr,
5031         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5032         &free_slab_attr.attr,
5033         &cpuslab_flush_attr.attr,
5034         &deactivate_full_attr.attr,
5035         &deactivate_empty_attr.attr,
5036         &deactivate_to_head_attr.attr,
5037         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5038         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5039         &deactivate_bypass_attr.attr,
5040         &order_fallback_attr.attr,
5041         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5042         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5043         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5044         &cpu_partial_free_attr.attr,
5045         &cpu_partial_node_attr.attr,
5046         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5047 #endif
5048 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5049         &failslab_attr.attr,
5050 #endif
5051
5052         NULL
5053 };
5054
5055 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5056         .attrs = slab_attrs,
5057 };
5058
5059 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5060                                 struct attribute *attr,
5061                                 char *buf)
5062 {
5063         struct slab_attribute *attribute;
5064         struct kmem_cache *s;
5065         int err;
5066
5067         attribute = to_slab_attr(attr);
5068         s = to_slab(kobj);
5069
5070         if (!attribute->show)
5071                 return -EIO;
5072
5073         err = attribute->show(s, buf);
5074
5075         return err;
5076 }
5077
5078 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5079                                 struct attribute *attr,
5080                                 const char *buf, size_t len)
5081 {
5082         struct slab_attribute *attribute;
5083         struct kmem_cache *s;
5084         int err;
5085
5086         attribute = to_slab_attr(attr);
5087         s = to_slab(kobj);
5088
5089         if (!attribute->store)
5090                 return -EIO;
5091
5092         err = attribute->store(s, buf, len);
5093 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5094         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5095                 struct kmem_cache *c;
5096
5097                 mutex_lock(&slab_mutex);
5098                 if (s->max_attr_size < len)
5099                         s->max_attr_size = len;
5100
5101                 /*
5102                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5103                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5104                  * basically because not all attributes will have a well
5105                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5106                  * have permanent effects.
5107                  *
5108                  * Returning the error value of any of the children that fail
5109                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5110                  * error code won't be able to know anything about the state of
5111                  * the cache.
5112                  *
5113                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5114                  * has well defined semantics. The cache being written to
5115                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5116                  * through the descendants with best-effort propagation.
5117                  */
5118                 for_each_memcg_cache(c, s)
5119                         attribute->store(c, buf, len);
5120                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5121         }
5122 #endif
5123         return err;
5124 }
5125
5126 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5127 {
5128 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5129         int i;
5130         char *buffer = NULL;
5131         struct kmem_cache *root_cache;
5132
5133         if (is_root_cache(s))
5134                 return;
5135
5136         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5137
5138         /*
5139          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5140          * in copying default values around
5141          */
5142         if (!root_cache->max_attr_size)
5143                 return;
5144
5145         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5146                 char mbuf[64];
5147                 char *buf;
5148                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5149
5150                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5151                         continue;
5152
5153                 /*
5154                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5155                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5156                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5157                  *
5158                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5159                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5160                  * theoretically happen.
5161                  */
5162                 if (buffer)
5163                         buf = buffer;
5164                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5165                         buf = mbuf;
5166                 else {
5167                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5168                         if (WARN_ON(!buffer))
5169                                 continue;
5170                         buf = buffer;
5171                 }
5172
5173                 attr->show(root_cache, buf);
5174                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5175         }
5176
5177         if (buffer)
5178                 free_page((unsigned long)buffer);
5179 #endif
5180 }
5181
5182 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5183 {
5184         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5185 }
5186
5187 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5188         .show = slab_attr_show,
5189         .store = slab_attr_store,
5190 };
5191
5192 static struct kobj_type slab_ktype = {
5193         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5194         .release = kmem_cache_release,
5195 };
5196
5197 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5198 {
5199         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5200
5201         if (ktype == &slab_ktype)
5202                 return 1;
5203         return 0;
5204 }
5205
5206 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5207         .filter = uevent_filter,
5208 };
5209
5210 static struct kset *slab_kset;
5211
5212 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5213 {
5214 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5215         if (!is_root_cache(s))
5216                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5217 #endif
5218         return slab_kset;
5219 }
5220
5221 #define ID_STR_LENGTH 64
5222
5223 /* Create a unique string id for a slab cache:
5224  *
5225  * Format       :[flags-]size
5226  */
5227 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5228 {
5229         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5230         char *p = name;
5231
5232         BUG_ON(!name);
5233
5234         *p++ = ':';
5235         /*
5236          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5237          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5238          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5239          * are matched during merging to guarantee that the id is
5240          * unique.
5241          */
5242         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5243                 *p++ = 'd';
5244         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5245                 *p++ = 'a';
5246         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5247                 *p++ = 'F';
5248         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5249                 *p++ = 't';
5250         if (p != name + 1)
5251                 *p++ = '-';
5252         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5253
5254         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5255         return name;
5256 }
5257
5258 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5259 {
5260         int err;
5261         const char *name;
5262         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5263
5264         if (unmergeable) {
5265                 /*
5266                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5267                  * This is typically the case for debug situations. In that
5268                  * case we can catch duplicate names easily.
5269                  */
5270                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5271                 name = s->name;
5272         } else {
5273                 /*
5274                  * Create a unique name for the slab as a target
5275                  * for the symlinks.
5276                  */
5277                 name = create_unique_id(s);
5278         }
5279
5280         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5281         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5282         if (err)
5283                 goto out;
5284
5285         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5286         if (err)
5287                 goto out_del_kobj;
5288
5289 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5290         if (is_root_cache(s)) {
5291                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5292                 if (!s->memcg_kset) {
5293                         err = -ENOMEM;
5294                         goto out_del_kobj;
5295                 }
5296         }
5297 #endif
5298
5299         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5300         if (!unmergeable) {
5301                 /* Setup first alias */
5302                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5303         }
5304 out:
5305         if (!unmergeable)
5306                 kfree(name);
5307         return err;
5308 out_del_kobj:
5309         kobject_del(&s->kobj);
5310         goto out;
5311 }
5312
5313 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5314 {
5315         if (slab_state < FULL)
5316                 /*
5317                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5318                  * cache from sysfs.
5319                  */
5320                 return;
5321
5322 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5323         kset_unregister(s->memcg_kset);
5324 #endif
5325         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5326         kobject_del(&s->kobj);
5327         kobject_put(&s->kobj);
5328 }
5329
5330 /*
5331  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5332  * available lest we lose that information.
5333  */
5334 struct saved_alias {
5335         struct kmem_cache *s;
5336         const char *name;
5337         struct saved_alias *next;
5338 };
5339
5340 static struct saved_alias *alias_list;
5341
5342 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5343 {
5344         struct saved_alias *al;
5345
5346         if (slab_state == FULL) {
5347                 /*
5348                  * If we have a leftover link then remove it.
5349                  */
5350                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5351                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5352         }
5353
5354         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5355         if (!al)
5356                 return -ENOMEM;
5357
5358         al->s = s;
5359         al->name = name;
5360         al->next = alias_list;
5361         alias_list = al;
5362         return 0;
5363 }
5364
5365 static int __init slab_sysfs_init(void)
5366 {
5367         struct kmem_cache *s;
5368         int err;
5369
5370         mutex_lock(&slab_mutex);
5371
5372         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5373         if (!slab_kset) {
5374                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5375                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5376                 return -ENOSYS;
5377         }
5378
5379         slab_state = FULL;
5380
5381         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5382                 err = sysfs_slab_add(s);
5383                 if (err)
5384                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5385                                s->name);
5386         }
5387
5388         while (alias_list) {
5389                 struct saved_alias *al = alias_list;
5390
5391                 alias_list = alias_list->next;
5392                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5393                 if (err)
5394                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5395                                al->name);
5396                 kfree(al);
5397         }
5398
5399         mutex_unlock(&slab_mutex);
5400         resiliency_test();
5401         return 0;
5402 }
5403
5404 __initcall(slab_sysfs_init);
5405 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5406
5407 /*
5408  * The /proc/slabinfo ABI
5409  */
5410 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5411 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5412 {
5413         unsigned long nr_slabs = 0;
5414         unsigned long nr_objs = 0;
5415         unsigned long nr_free = 0;
5416         int node;
5417         struct kmem_cache_node *n;
5418
5419         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5420                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5421                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5422                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5423         }
5424
5425         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5426         sinfo->num_objs = nr_objs;
5427         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5428         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5429         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5430         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5431 }
5432
5433 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5434 {
5435 }
5436
5437 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5438                        size_t count, loff_t *ppos)
5439 {
5440         return -EIO;
5441 }
5442 #endif /* CONFIG_SLABINFO */