slub: fix kmem cgroup bug in kmem_cache_alloc_bulk
[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 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1069 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1070         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1071         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1072         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1073 {
1074         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1075         void *object = head;
1076         int cnt = 0;
1077
1078         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1079         slab_lock(page);
1080
1081         if (!check_slab(s, page))
1082                 goto fail;
1083
1084 next_object:
1085         cnt++;
1086
1087         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1088                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1089                 goto fail;
1090         }
1091
1092         if (on_freelist(s, page, object)) {
1093                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1094                 goto fail;
1095         }
1096
1097         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1098                 goto out;
1099
1100         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1101                 if (!PageSlab(page)) {
1102                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1103                                 "outside of slab", object);
1104                 } else if (!page->slab_cache) {
1105                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1106                                object);
1107                         dump_stack();
1108                 } else
1109                         object_err(s, page, object,
1110                                         "page slab pointer corrupt.");
1111                 goto fail;
1112         }
1113
1114         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1115                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1116         trace(s, page, object, 0);
1117         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1118         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1119
1120         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1121         if (object != tail) {
1122                 object = get_freepointer(s, object);
1123                 goto next_object;
1124         }
1125 out:
1126         if (cnt != bulk_cnt)
1127                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1128                          bulk_cnt, cnt);
1129
1130         slab_unlock(page);
1131         /*
1132          * Keep node_lock to preserve integrity
1133          * until the object is actually freed
1134          */
1135         return n;
1136
1137 fail:
1138         slab_unlock(page);
1139         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1140         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1141         return NULL;
1142 }
1143
1144 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1145 {
1146         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1147         if (*str++ != '=' || !*str)
1148                 /*
1149                  * No options specified. Switch on full debugging.
1150                  */
1151                 goto out;
1152
1153         if (*str == ',')
1154                 /*
1155                  * No options but restriction on slabs. This means full
1156                  * debugging for slabs matching a pattern.
1157                  */
1158                 goto check_slabs;
1159
1160         slub_debug = 0;
1161         if (*str == '-')
1162                 /*
1163                  * Switch off all debugging measures.
1164                  */
1165                 goto out;
1166
1167         /*
1168          * Determine which debug features should be switched on
1169          */
1170         for (; *str && *str != ','; str++) {
1171                 switch (tolower(*str)) {
1172                 case 'f':
1173                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1174                         break;
1175                 case 'z':
1176                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1177                         break;
1178                 case 'p':
1179                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1180                         break;
1181                 case 'u':
1182                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1183                         break;
1184                 case 't':
1185                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1186                         break;
1187                 case 'a':
1188                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1189                         break;
1190                 case 'o':
1191                         /*
1192                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1193                          * order would increase as a result.
1194                          */
1195                         disable_higher_order_debug = 1;
1196                         break;
1197                 default:
1198                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1199                                *str);
1200                 }
1201         }
1202
1203 check_slabs:
1204         if (*str == ',')
1205                 slub_debug_slabs = str + 1;
1206 out:
1207         return 1;
1208 }
1209
1210 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1211
1212 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1213         unsigned long flags, const char *name,
1214         void (*ctor)(void *))
1215 {
1216         /*
1217          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1218          */
1219         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1220                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1221                 flags |= slub_debug;
1222
1223         return flags;
1224 }
1225 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1226 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1227                         struct page *page, void *object) {}
1228
1229 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1230         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1231
1232 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1233         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1234         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1235         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1236
1237 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1238                         { return 1; }
1239 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1240                         void *object, u8 val) { return 1; }
1241 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1242                                         struct page *page) {}
1243 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1244                                         struct page *page) {}
1245 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1246         unsigned long flags, const char *name,
1247         void (*ctor)(void *))
1248 {
1249         return flags;
1250 }
1251 #define slub_debug 0
1252
1253 #define disable_higher_order_debug 0
1254
1255 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1256                                                         { return 0; }
1257 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1258                                                         { return 0; }
1259 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1260                                                         int objects) {}
1261 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1262                                                         int objects) {}
1263
1264 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1265
1266 /*
1267  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1268  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1269  */
1270 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1271 {
1272         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1273         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1274 }
1275
1276 static inline void kfree_hook(const void *x)
1277 {
1278         kmemleak_free(x);
1279         kasan_kfree_large(x);
1280 }
1281
1282 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1283                                                      gfp_t flags)
1284 {
1285         flags &= gfp_allowed_mask;
1286         lockdep_trace_alloc(flags);
1287         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
1288
1289         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1290                 return NULL;
1291
1292         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1293 }
1294
1295 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1296                                         size_t size, void **p)
1297 {
1298         size_t i;
1299
1300         flags &= gfp_allowed_mask;
1301         for (i = 0; i < size; i++) {
1302                 void *object = p[i];
1303
1304                 kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1305                 kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1,
1306                                          s->flags, flags);
1307                 kasan_slab_alloc(s, object);
1308         }
1309         memcg_kmem_put_cache(s);
1310 }
1311
1312 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1313 {
1314         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1315
1316         /*
1317          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1318          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1319          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1320          */
1321 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1322         {
1323                 unsigned long flags;
1324
1325                 local_irq_save(flags);
1326                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1327                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1328                 local_irq_restore(flags);
1329         }
1330 #endif
1331         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1332                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1333
1334         kasan_slab_free(s, x);
1335 }
1336
1337 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1338                                            void *head, void *tail)
1339 {
1340 /*
1341  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1342  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1343  */
1344 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1345         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1346         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1347         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1348         defined(CONFIG_KASAN)
1349
1350         void *object = head;
1351         void *tail_obj = tail ? : head;
1352
1353         do {
1354                 slab_free_hook(s, object);
1355         } while ((object != tail_obj) &&
1356                  (object = get_freepointer(s, object)));
1357 #endif
1358 }
1359
1360 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1361                                 void *object)
1362 {
1363         setup_object_debug(s, page, object);
1364         if (unlikely(s->ctor)) {
1365                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1366                 s->ctor(object);
1367                 kasan_poison_object_data(s, object);
1368         }
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Slab allocation and freeing
1373  */
1374 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1375                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1376 {
1377         struct page *page;
1378         int order = oo_order(oo);
1379
1380         flags |= __GFP_NOTRACK;
1381
1382         if (node == NUMA_NO_NODE)
1383                 page = alloc_pages(flags, order);
1384         else
1385                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1386
1387         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1388                 __free_pages(page, order);
1389                 page = NULL;
1390         }
1391
1392         return page;
1393 }
1394
1395 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1396 {
1397         struct page *page;
1398         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1399         gfp_t alloc_gfp;
1400         void *start, *p;
1401         int idx, order;
1402
1403         flags &= gfp_allowed_mask;
1404
1405         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1406                 local_irq_enable();
1407
1408         flags |= s->allocflags;
1409
1410         /*
1411          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1412          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1413          */
1414         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1415         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1416                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1417
1418         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1419         if (unlikely(!page)) {
1420                 oo = s->min;
1421                 alloc_gfp = flags;
1422                 /*
1423                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1424                  * Try a lower order alloc if possible
1425                  */
1426                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1427                 if (unlikely(!page))
1428                         goto out;
1429                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1430         }
1431
1432         if (kmemcheck_enabled &&
1433             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1434                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1435
1436                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1437
1438                 /*
1439                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1440                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1441                  */
1442                 if (s->ctor)
1443                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1444                 else
1445                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1446         }
1447
1448         page->objects = oo_objects(oo);
1449
1450         order = compound_order(page);
1451         page->slab_cache = s;
1452         __SetPageSlab(page);
1453         if (page_is_pfmemalloc(page))
1454                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1455
1456         start = page_address(page);
1457
1458         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1459                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1460
1461         kasan_poison_slab(page);
1462
1463         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1464                 setup_object(s, page, p);
1465                 if (likely(idx < page->objects))
1466                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1467                 else
1468                         set_freepointer(s, p, NULL);
1469         }
1470
1471         page->freelist = start;
1472         page->inuse = page->objects;
1473         page->frozen = 1;
1474
1475 out:
1476         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1477                 local_irq_disable();
1478         if (!page)
1479                 return NULL;
1480
1481         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1482                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1483                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1484                 1 << oo_order(oo));
1485
1486         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1487
1488         return page;
1489 }
1490
1491 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1492 {
1493         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1494                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1495                 BUG();
1496         }
1497
1498         return allocate_slab(s,
1499                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1500 }
1501
1502 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1503 {
1504         int order = compound_order(page);
1505         int pages = 1 << order;
1506
1507         if (kmem_cache_debug(s)) {
1508                 void *p;
1509
1510                 slab_pad_check(s, page);
1511                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1512                                                 page->objects)
1513                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1514         }
1515
1516         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1517
1518         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1519                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1520                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1521                 -pages);
1522
1523         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1524         __ClearPageSlab(page);
1525
1526         page_mapcount_reset(page);
1527         if (current->reclaim_state)
1528                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1529         __free_kmem_pages(page, order);
1530 }
1531
1532 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1533         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1534
1535 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1536 {
1537         struct page *page;
1538
1539         if (need_reserve_slab_rcu)
1540                 page = virt_to_head_page(h);
1541         else
1542                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1543
1544         __free_slab(page->slab_cache, page);
1545 }
1546
1547 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1548 {
1549         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1550                 struct rcu_head *head;
1551
1552                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1553                         int order = compound_order(page);
1554                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1555
1556                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1557                         head = page_address(page) + offset;
1558                 } else {
1559                         head = &page->rcu_head;
1560                 }
1561
1562                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1563         } else
1564                 __free_slab(s, page);
1565 }
1566
1567 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1568 {
1569         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1570         free_slab(s, page);
1571 }
1572
1573 /*
1574  * Management of partially allocated slabs.
1575  */
1576 static inline void
1577 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1578 {
1579         n->nr_partial++;
1580         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1581                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1582         else
1583                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1584 }
1585
1586 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1587                                 struct page *page, int tail)
1588 {
1589         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1590         __add_partial(n, page, tail);
1591 }
1592
1593 static inline void
1594 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1595 {
1596         list_del(&page->lru);
1597         n->nr_partial--;
1598 }
1599
1600 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1601                                         struct page *page)
1602 {
1603         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1604         __remove_partial(n, page);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1609  * return the pointer to the freelist.
1610  *
1611  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1612  */
1613 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1614                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1615                 int mode, int *objects)
1616 {
1617         void *freelist;
1618         unsigned long counters;
1619         struct page new;
1620
1621         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1622
1623         /*
1624          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1625          * The old freelist is the list of objects for the
1626          * per cpu allocation list.
1627          */
1628         freelist = page->freelist;
1629         counters = page->counters;
1630         new.counters = counters;
1631         *objects = new.objects - new.inuse;
1632         if (mode) {
1633                 new.inuse = page->objects;
1634                 new.freelist = NULL;
1635         } else {
1636                 new.freelist = freelist;
1637         }
1638
1639         VM_BUG_ON(new.frozen);
1640         new.frozen = 1;
1641
1642         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1643                         freelist, counters,
1644                         new.freelist, new.counters,
1645                         "acquire_slab"))
1646                 return NULL;
1647
1648         remove_partial(n, page);
1649         WARN_ON(!freelist);
1650         return freelist;
1651 }
1652
1653 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1654 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1655
1656 /*
1657  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1658  */
1659 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1660                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1661 {
1662         struct page *page, *page2;
1663         void *object = NULL;
1664         int available = 0;
1665         int objects;
1666
1667         /*
1668          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1669          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1670          * partial slab and there is none available then get_partials()
1671          * will return NULL.
1672          */
1673         if (!n || !n->nr_partial)
1674                 return NULL;
1675
1676         spin_lock(&n->list_lock);
1677         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1678                 void *t;
1679
1680                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1681                         continue;
1682
1683                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1684                 if (!t)
1685                         break;
1686
1687                 available += objects;
1688                 if (!object) {
1689                         c->page = page;
1690                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1691                         object = t;
1692                 } else {
1693                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1694                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1695                 }
1696                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1697                         || available > s->cpu_partial / 2)
1698                         break;
1699
1700         }
1701         spin_unlock(&n->list_lock);
1702         return object;
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1707  */
1708 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1709                 struct kmem_cache_cpu *c)
1710 {
1711 #ifdef CONFIG_NUMA
1712         struct zonelist *zonelist;
1713         struct zoneref *z;
1714         struct zone *zone;
1715         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1716         void *object;
1717         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1718
1719         /*
1720          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1721          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1722          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1723          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1724          *
1725          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1726          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1727          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1728          * from other nodes and filled up.
1729          *
1730          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1731          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1732          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1733          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1734          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1735          * with available objects.
1736          */
1737         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1738                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1739                 return NULL;
1740
1741         do {
1742                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1743                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1744                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1745                         struct kmem_cache_node *n;
1746
1747                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1748
1749                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1750                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1751                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1752                                 if (object) {
1753                                         /*
1754                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1755                                          * here - if mems_allowed was updated in
1756                                          * parallel, that was a harmless race
1757                                          * between allocation and the cpuset
1758                                          * update
1759                                          */
1760                                         return object;
1761                                 }
1762                         }
1763                 }
1764         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1765 #endif
1766         return NULL;
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Get a partial page, lock it and return it.
1771  */
1772 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1773                 struct kmem_cache_cpu *c)
1774 {
1775         void *object;
1776         int searchnode = node;
1777
1778         if (node == NUMA_NO_NODE)
1779                 searchnode = numa_mem_id();
1780         else if (!node_present_pages(node))
1781                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1782
1783         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1784         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1785                 return object;
1786
1787         return get_any_partial(s, flags, c);
1788 }
1789
1790 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1791 /*
1792  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1793  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1794  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1795  */
1796 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1797 #else
1798 /*
1799  * No preemption supported therefore also no need to check for
1800  * different cpus.
1801  */
1802 #define TID_STEP 1
1803 #endif
1804
1805 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1806 {
1807         return tid + TID_STEP;
1808 }
1809
1810 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1811 {
1812         return tid % TID_STEP;
1813 }
1814
1815 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1816 {
1817         return tid / TID_STEP;
1818 }
1819
1820 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1821 {
1822         return cpu;
1823 }
1824
1825 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1826                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1827 {
1828 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1829         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1830
1831         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1832
1833 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1834         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1835                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1836                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1837         else
1838 #endif
1839         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1840                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1841                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1842         else
1843                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1844                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1845 #endif
1846         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1847 }
1848
1849 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1850 {
1851         int cpu;
1852
1853         for_each_possible_cpu(cpu)
1854                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1855 }
1856
1857 /*
1858  * Remove the cpu slab
1859  */
1860 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1861                                 void *freelist)
1862 {
1863         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1864         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1865         int lock = 0;
1866         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1867         void *nextfree;
1868         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1869         struct page new;
1870         struct page old;
1871
1872         if (page->freelist) {
1873                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1874                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1875         }
1876
1877         /*
1878          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1879          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1880          * last one.
1881          *
1882          * There is no need to take the list->lock because the page
1883          * is still frozen.
1884          */
1885         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1886                 void *prior;
1887                 unsigned long counters;
1888
1889                 do {
1890                         prior = page->freelist;
1891                         counters = page->counters;
1892                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1893                         new.counters = counters;
1894                         new.inuse--;
1895                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1896
1897                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1898                         prior, counters,
1899                         freelist, new.counters,
1900                         "drain percpu freelist"));
1901
1902                 freelist = nextfree;
1903         }
1904
1905         /*
1906          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1907          * list presence reflects the actual number of objects
1908          * during unfreeze.
1909          *
1910          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1911          * with the count. If there is a mismatch then the page
1912          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1913          *
1914          * Then we restart the process which may have to remove
1915          * the page from the list that we just put it on again
1916          * because the number of objects in the slab may have
1917          * changed.
1918          */
1919 redo:
1920
1921         old.freelist = page->freelist;
1922         old.counters = page->counters;
1923         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1924
1925         /* Determine target state of the slab */
1926         new.counters = old.counters;
1927         if (freelist) {
1928                 new.inuse--;
1929                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1930                 new.freelist = freelist;
1931         } else
1932                 new.freelist = old.freelist;
1933
1934         new.frozen = 0;
1935
1936         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1937                 m = M_FREE;
1938         else if (new.freelist) {
1939                 m = M_PARTIAL;
1940                 if (!lock) {
1941                         lock = 1;
1942                         /*
1943                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1944                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1945                          * is frozen
1946                          */
1947                         spin_lock(&n->list_lock);
1948                 }
1949         } else {
1950                 m = M_FULL;
1951                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1952                         lock = 1;
1953                         /*
1954                          * This also ensures that the scanning of full
1955                          * slabs from diagnostic functions will not see
1956                          * any frozen slabs.
1957                          */
1958                         spin_lock(&n->list_lock);
1959                 }
1960         }
1961
1962         if (l != m) {
1963
1964                 if (l == M_PARTIAL)
1965
1966                         remove_partial(n, page);
1967
1968                 else if (l == M_FULL)
1969
1970                         remove_full(s, n, page);
1971
1972                 if (m == M_PARTIAL) {
1973
1974                         add_partial(n, page, tail);
1975                         stat(s, tail);
1976
1977                 } else if (m == M_FULL) {
1978
1979                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1980                         add_full(s, n, page);
1981
1982                 }
1983         }
1984
1985         l = m;
1986         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1987                                 old.freelist, old.counters,
1988                                 new.freelist, new.counters,
1989                                 "unfreezing slab"))
1990                 goto redo;
1991
1992         if (lock)
1993                 spin_unlock(&n->list_lock);
1994
1995         if (m == M_FREE) {
1996                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1997                 discard_slab(s, page);
1998                 stat(s, FREE_SLAB);
1999         }
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2004  *
2005  * This function must be called with interrupts disabled
2006  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2007  * to guarantee no concurrent accesses).
2008  */
2009 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2010                 struct kmem_cache_cpu *c)
2011 {
2012 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2013         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2014         struct page *page, *discard_page = NULL;
2015
2016         while ((page = c->partial)) {
2017                 struct page new;
2018                 struct page old;
2019
2020                 c->partial = page->next;
2021
2022                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2023                 if (n != n2) {
2024                         if (n)
2025                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2026
2027                         n = n2;
2028                         spin_lock(&n->list_lock);
2029                 }
2030
2031                 do {
2032
2033                         old.freelist = page->freelist;
2034                         old.counters = page->counters;
2035                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2036
2037                         new.counters = old.counters;
2038                         new.freelist = old.freelist;
2039
2040                         new.frozen = 0;
2041
2042                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2043                                 old.freelist, old.counters,
2044                                 new.freelist, new.counters,
2045                                 "unfreezing slab"));
2046
2047                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2048                         page->next = discard_page;
2049                         discard_page = page;
2050                 } else {
2051                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2052                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2053                 }
2054         }
2055
2056         if (n)
2057                 spin_unlock(&n->list_lock);
2058
2059         while (discard_page) {
2060                 page = discard_page;
2061                 discard_page = discard_page->next;
2062
2063                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2064                 discard_slab(s, page);
2065                 stat(s, FREE_SLAB);
2066         }
2067 #endif
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2072  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2073  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2074  * onto a random cpus partial slot.
2075  *
2076  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2077  * per node partial list.
2078  */
2079 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2080 {
2081 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2082         struct page *oldpage;
2083         int pages;
2084         int pobjects;
2085
2086         preempt_disable();
2087         do {
2088                 pages = 0;
2089                 pobjects = 0;
2090                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2091
2092                 if (oldpage) {
2093                         pobjects = oldpage->pobjects;
2094                         pages = oldpage->pages;
2095                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2096                                 unsigned long flags;
2097                                 /*
2098                                  * partial array is full. Move the existing
2099                                  * set to the per node partial list.
2100                                  */
2101                                 local_irq_save(flags);
2102                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2103                                 local_irq_restore(flags);
2104                                 oldpage = NULL;
2105                                 pobjects = 0;
2106                                 pages = 0;
2107                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2108                         }
2109                 }
2110
2111                 pages++;
2112                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2113
2114                 page->pages = pages;
2115                 page->pobjects = pobjects;
2116                 page->next = oldpage;
2117
2118         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2119                                                                 != oldpage);
2120         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2121                 unsigned long flags;
2122
2123                 local_irq_save(flags);
2124                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2125                 local_irq_restore(flags);
2126         }
2127         preempt_enable();
2128 #endif
2129 }
2130
2131 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2132 {
2133         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2134         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2135
2136         c->tid = next_tid(c->tid);
2137         c->page = NULL;
2138         c->freelist = NULL;
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Flush cpu slab.
2143  *
2144  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2145  */
2146 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2147 {
2148         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2149
2150         if (likely(c)) {
2151                 if (c->page)
2152                         flush_slab(s, c);
2153
2154                 unfreeze_partials(s, c);
2155         }
2156 }
2157
2158 static void flush_cpu_slab(void *d)
2159 {
2160         struct kmem_cache *s = d;
2161
2162         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2163 }
2164
2165 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2166 {
2167         struct kmem_cache *s = info;
2168         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2169
2170         return c->page || c->partial;
2171 }
2172
2173 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2174 {
2175         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2180  * locality expectations.
2181  */
2182 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2183 {
2184 #ifdef CONFIG_NUMA
2185         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2186                 return 0;
2187 #endif
2188         return 1;
2189 }
2190
2191 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2192 static int count_free(struct page *page)
2193 {
2194         return page->objects - page->inuse;
2195 }
2196
2197 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2198 {
2199         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2200 }
2201 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2202
2203 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2204 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2205                                         int (*get_count)(struct page *))
2206 {
2207         unsigned long flags;
2208         unsigned long x = 0;
2209         struct page *page;
2210
2211         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2212         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2213                 x += get_count(page);
2214         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2215         return x;
2216 }
2217 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2218
2219 static noinline void
2220 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2221 {
2222 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2223         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2224                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2225         int node;
2226         struct kmem_cache_node *n;
2227
2228         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2229                 return;
2230
2231         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2232                 nid, gfpflags);
2233         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2234                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2235                 oo_order(s->min));
2236
2237         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2238                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2239                         s->name);
2240
2241         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2242                 unsigned long nr_slabs;
2243                 unsigned long nr_objs;
2244                 unsigned long nr_free;
2245
2246                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2247                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2248                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2249
2250                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2251                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2252         }
2253 #endif
2254 }
2255
2256 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2257                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2258 {
2259         void *freelist;
2260         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2261         struct page *page;
2262
2263         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2264
2265         if (freelist)
2266                 return freelist;
2267
2268         page = new_slab(s, flags, node);
2269         if (page) {
2270                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2271                 if (c->page)
2272                         flush_slab(s, c);
2273
2274                 /*
2275                  * No other reference to the page yet so we can
2276                  * muck around with it freely without cmpxchg
2277                  */
2278                 freelist = page->freelist;
2279                 page->freelist = NULL;
2280
2281                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2282                 c->page = page;
2283                 *pc = c;
2284         } else
2285                 freelist = NULL;
2286
2287         return freelist;
2288 }
2289
2290 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2291 {
2292         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2293                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2294
2295         return true;
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2300  * per cpu freelist or deactivate the page.
2301  *
2302  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2303  *
2304  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2305  *
2306  * This function must be called with interrupt disabled.
2307  */
2308 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2309 {
2310         struct page new;
2311         unsigned long counters;
2312         void *freelist;
2313
2314         do {
2315                 freelist = page->freelist;
2316                 counters = page->counters;
2317
2318                 new.counters = counters;
2319                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2320
2321                 new.inuse = page->objects;
2322                 new.frozen = freelist != NULL;
2323
2324         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2325                 freelist, counters,
2326                 NULL, new.counters,
2327                 "get_freelist"));
2328
2329         return freelist;
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2334  * debugging duties.
2335  *
2336  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2337  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2338  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2339  *
2340  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2341  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2342  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2343  *
2344  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2345  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2346  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2347  *
2348  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2349  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2350  */
2351 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2352                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2353 {
2354         void *freelist;
2355         struct page *page;
2356
2357         page = c->page;
2358         if (!page)
2359                 goto new_slab;
2360 redo:
2361
2362         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2363                 int searchnode = node;
2364
2365                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2366                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2367
2368                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2369                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2370                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2371                         c->page = NULL;
2372                         c->freelist = NULL;
2373                         goto new_slab;
2374                 }
2375         }
2376
2377         /*
2378          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2379          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2380          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2381          */
2382         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2383                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2384                 c->page = NULL;
2385                 c->freelist = NULL;
2386                 goto new_slab;
2387         }
2388
2389         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2390         freelist = c->freelist;
2391         if (freelist)
2392                 goto load_freelist;
2393
2394         freelist = get_freelist(s, page);
2395
2396         if (!freelist) {
2397                 c->page = NULL;
2398                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2399                 goto new_slab;
2400         }
2401
2402         stat(s, ALLOC_REFILL);
2403
2404 load_freelist:
2405         /*
2406          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2407          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2408          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2409          */
2410         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2411         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2412         c->tid = next_tid(c->tid);
2413         return freelist;
2414
2415 new_slab:
2416
2417         if (c->partial) {
2418                 page = c->page = c->partial;
2419                 c->partial = page->next;
2420                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2421                 c->freelist = NULL;
2422                 goto redo;
2423         }
2424
2425         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2426
2427         if (unlikely(!freelist)) {
2428                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2429                 return NULL;
2430         }
2431
2432         page = c->page;
2433         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2434                 goto load_freelist;
2435
2436         /* Only entered in the debug case */
2437         if (kmem_cache_debug(s) &&
2438                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2439                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2440
2441         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2442         c->page = NULL;
2443         c->freelist = NULL;
2444         return freelist;
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2449  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2450  */
2451 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2452                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2453 {
2454         void *p;
2455         unsigned long flags;
2456
2457         local_irq_save(flags);
2458 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2459         /*
2460          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2461          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2462          * pointer.
2463          */
2464         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2465 #endif
2466
2467         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2468         local_irq_restore(flags);
2469         return p;
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2474  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2475  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2476  *
2477  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2478  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2479  *
2480  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2481  */
2482 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2483                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2484 {
2485         void *object;
2486         struct kmem_cache_cpu *c;
2487         struct page *page;
2488         unsigned long tid;
2489
2490         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2491         if (!s)
2492                 return NULL;
2493 redo:
2494         /*
2495          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2496          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2497          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2498          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2499          *
2500          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2501          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2502          * to check if it is matched or not.
2503          */
2504         do {
2505                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2506                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2507         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2508                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2509
2510         /*
2511          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2512          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2513          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2514          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2515          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2516          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2517          */
2518         barrier();
2519
2520         /*
2521          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2522          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2523          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2524          * linked list in between.
2525          */
2526
2527         object = c->freelist;
2528         page = c->page;
2529         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2530                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2531                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2532         } else {
2533                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2534
2535                 /*
2536                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2537                  * operation and if we are on the right processor.
2538                  *
2539                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2540                  * semantics!)
2541                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2542                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2543                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2544                  *
2545                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2546                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2547                  * other cpus.
2548                  */
2549                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2550                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2551                                 object, tid,
2552                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2553
2554                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2555                         goto redo;
2556                 }
2557                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2558                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2559         }
2560
2561         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2562                 memset(object, 0, s->object_size);
2563
2564         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2565
2566         return object;
2567 }
2568
2569 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2570                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2571 {
2572         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2573 }
2574
2575 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2576 {
2577         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2578
2579         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2580                                 s->size, gfpflags);
2581
2582         return ret;
2583 }
2584 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2585
2586 #ifdef CONFIG_TRACING
2587 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2588 {
2589         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2590         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2591         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2592         return ret;
2593 }
2594 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2595 #endif
2596
2597 #ifdef CONFIG_NUMA
2598 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2599 {
2600         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2601
2602         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2603                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2604
2605         return ret;
2606 }
2607 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2608
2609 #ifdef CONFIG_TRACING
2610 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2611                                     gfp_t gfpflags,
2612                                     int node, size_t size)
2613 {
2614         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2615
2616         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2617                            size, s->size, gfpflags, node);
2618
2619         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2620         return ret;
2621 }
2622 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2623 #endif
2624 #endif
2625
2626 /*
2627  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2628  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2629  *
2630  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2631  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2632  * handling required then we can return immediately.
2633  */
2634 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2635                         void *head, void *tail, int cnt,
2636                         unsigned long addr)
2637
2638 {
2639         void *prior;
2640         int was_frozen;
2641         struct page new;
2642         unsigned long counters;
2643         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2644         unsigned long uninitialized_var(flags);
2645
2646         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2647
2648         if (kmem_cache_debug(s) &&
2649             !(n = free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt,
2650                                         addr, &flags)))
2651                 return;
2652
2653         do {
2654                 if (unlikely(n)) {
2655                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2656                         n = NULL;
2657                 }
2658                 prior = page->freelist;
2659                 counters = page->counters;
2660                 set_freepointer(s, tail, prior);
2661                 new.counters = counters;
2662                 was_frozen = new.frozen;
2663                 new.inuse -= cnt;
2664                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2665
2666                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2667
2668                                 /*
2669                                  * Slab was on no list before and will be
2670                                  * partially empty
2671                                  * We can defer the list move and instead
2672                                  * freeze it.
2673                                  */
2674                                 new.frozen = 1;
2675
2676                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2677
2678                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2679                                 /*
2680                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2681                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2682                                  * drop the list_lock without any processing.
2683                                  *
2684                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2685                                  * other processors updating the list of slabs.
2686                                  */
2687                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2688
2689                         }
2690                 }
2691
2692         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2693                 prior, counters,
2694                 head, new.counters,
2695                 "__slab_free"));
2696
2697         if (likely(!n)) {
2698
2699                 /*
2700                  * If we just froze the page then put it onto the
2701                  * per cpu partial list.
2702                  */
2703                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2704                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2705                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2706                 }
2707                 /*
2708                  * The list lock was not taken therefore no list
2709                  * activity can be necessary.
2710                  */
2711                 if (was_frozen)
2712                         stat(s, FREE_FROZEN);
2713                 return;
2714         }
2715
2716         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2717                 goto slab_empty;
2718
2719         /*
2720          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2721          * then add it.
2722          */
2723         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2724                 if (kmem_cache_debug(s))
2725                         remove_full(s, n, page);
2726                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2727                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2728         }
2729         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2730         return;
2731
2732 slab_empty:
2733         if (prior) {
2734                 /*
2735                  * Slab on the partial list.
2736                  */
2737                 remove_partial(n, page);
2738                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2739         } else {
2740                 /* Slab must be on the full list */
2741                 remove_full(s, n, page);
2742         }
2743
2744         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2745         stat(s, FREE_SLAB);
2746         discard_slab(s, page);
2747 }
2748
2749 /*
2750  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2751  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2752  *
2753  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2754  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2755  * the item before.
2756  *
2757  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2758  * with all sorts of special processing.
2759  *
2760  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2761  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2762  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2763  */
2764 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2765                                       void *head, void *tail, int cnt,
2766                                       unsigned long addr)
2767 {
2768         void *tail_obj = tail ? : head;
2769         struct kmem_cache_cpu *c;
2770         unsigned long tid;
2771
2772         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2773
2774 redo:
2775         /*
2776          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2777          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2778          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2779          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2780          */
2781         do {
2782                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2783                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2784         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2785                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2786
2787         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2788         barrier();
2789
2790         if (likely(page == c->page)) {
2791                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2792
2793                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2794                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2795                                 c->freelist, tid,
2796                                 head, next_tid(tid)))) {
2797
2798                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2799                         goto redo;
2800                 }
2801                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2802         } else
2803                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2804
2805 }
2806
2807 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2808 {
2809         s = cache_from_obj(s, x);
2810         if (!s)
2811                 return;
2812         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2813         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2814 }
2815 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2816
2817 struct detached_freelist {
2818         struct page *page;
2819         void *tail;
2820         void *freelist;
2821         int cnt;
2822 };
2823
2824 /*
2825  * This function progressively scans the array with free objects (with
2826  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2827  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2828  * page/objects.  This can happen without any need for
2829  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2830  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2831  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2832  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2833  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2834  * to performance reasons.
2835  */
2836 static int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2837                                    void **p, struct detached_freelist *df)
2838 {
2839         size_t first_skipped_index = 0;
2840         int lookahead = 3;
2841         void *object;
2842
2843         /* Always re-init detached_freelist */
2844         df->page = NULL;
2845
2846         do {
2847                 object = p[--size];
2848         } while (!object && size);
2849
2850         if (!object)
2851                 return 0;
2852
2853         /* Start new detached freelist */
2854         set_freepointer(s, object, NULL);
2855         df->page = virt_to_head_page(object);
2856         df->tail = object;
2857         df->freelist = object;
2858         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2859         df->cnt = 1;
2860
2861         while (size) {
2862                 object = p[--size];
2863                 if (!object)
2864                         continue; /* Skip processed objects */
2865
2866                 /* df->page is always set at this point */
2867                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
2868                         /* Opportunity build freelist */
2869                         set_freepointer(s, object, df->freelist);
2870                         df->freelist = object;
2871                         df->cnt++;
2872                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2873
2874                         continue;
2875                 }
2876
2877                 /* Limit look ahead search */
2878                 if (!--lookahead)
2879                         break;
2880
2881                 if (!first_skipped_index)
2882                         first_skipped_index = size + 1;
2883         }
2884
2885         return first_skipped_index;
2886 }
2887
2888
2889 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2890 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2891 {
2892         if (WARN_ON(!size))
2893                 return;
2894
2895         do {
2896                 struct detached_freelist df;
2897
2898                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
2899                 if (unlikely(!df.page))
2900                         continue;
2901
2902                 slab_free(s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
2903         } while (likely(size));
2904 }
2905 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2906
2907 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2908 bool kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2909                            void **p)
2910 {
2911         struct kmem_cache_cpu *c;
2912         int i;
2913
2914         /* memcg and kmem_cache debug support */
2915         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2916         if (unlikely(!s))
2917                 return false;
2918         /*
2919          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2920          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2921          * handlers invoking normal fastpath.
2922          */
2923         local_irq_disable();
2924         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2925
2926         for (i = 0; i < size; i++) {
2927                 void *object = c->freelist;
2928
2929                 if (unlikely(!object)) {
2930                         /*
2931                          * Invoking slow path likely have side-effect
2932                          * of re-populating per CPU c->freelist
2933                          */
2934                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2935                                             _RET_IP_, c);
2936                         if (unlikely(!p[i]))
2937                                 goto error;
2938
2939                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2940                         continue; /* goto for-loop */
2941                 }
2942                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2943                 p[i] = object;
2944         }
2945         c->tid = next_tid(c->tid);
2946         local_irq_enable();
2947
2948         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2949         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2950                 int j;
2951
2952                 for (j = 0; j < i; j++)
2953                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2954         }
2955
2956         /* memcg and kmem_cache debug support */
2957         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
2958         return true;
2959 error:
2960         local_irq_enable();
2961         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
2962         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2963         return false;
2964 }
2965 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2966
2967
2968 /*
2969  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2970  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2971  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2972  * another.
2973  *
2974  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2975  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2976  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2977  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2978  * locking overhead.
2979  */
2980
2981 /*
2982  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2983  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2984  * and increases the number of allocations possible without having to
2985  * take the list_lock.
2986  */
2987 static int slub_min_order;
2988 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2989 static int slub_min_objects;
2990
2991 /*
2992  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2993  *
2994  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2995  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2996  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2997  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2998  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2999  * would be wasted.
3000  *
3001  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3002  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3003  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3004  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3005  *
3006  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3007  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3008  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3009  * of space in favor of a small page order.
3010  *
3011  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3012  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3013  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3014  * the smallest order which will fit the object.
3015  */
3016 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3017                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3018 {
3019         int order;
3020         int rem;
3021         int min_order = slub_min_order;
3022
3023         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3024                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3025
3026         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3027                         order <= max_order; order++) {
3028
3029                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3030
3031                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3032
3033                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3034                         break;
3035         }
3036
3037         return order;
3038 }
3039
3040 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3041 {
3042         int order;
3043         int min_objects;
3044         int fraction;
3045         int max_objects;
3046
3047         /*
3048          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3049          * works by first attempting to generate a layout with
3050          * the best configuration and backing off gradually.
3051          *
3052          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3053          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3054          */
3055         min_objects = slub_min_objects;
3056         if (!min_objects)
3057                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3058         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3059         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3060
3061         while (min_objects > 1) {
3062                 fraction = 16;
3063                 while (fraction >= 4) {
3064                         order = slab_order(size, min_objects,
3065                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3066                         if (order <= slub_max_order)
3067                                 return order;
3068                         fraction /= 2;
3069                 }
3070                 min_objects--;
3071         }
3072
3073         /*
3074          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3075          * lets see if we can place a single object there.
3076          */
3077         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3078         if (order <= slub_max_order)
3079                 return order;
3080
3081         /*
3082          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3083          */
3084         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3085         if (order < MAX_ORDER)
3086                 return order;
3087         return -ENOSYS;
3088 }
3089
3090 static void
3091 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3092 {
3093         n->nr_partial = 0;
3094         spin_lock_init(&n->list_lock);
3095         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3096 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3097         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3098         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3099         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3100 #endif
3101 }
3102
3103 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3104 {
3105         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3106                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3107
3108         /*
3109          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3110          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3111          */
3112         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3113                                      2 * sizeof(void *));
3114
3115         if (!s->cpu_slab)
3116                 return 0;
3117
3118         init_kmem_cache_cpus(s);
3119
3120         return 1;
3121 }
3122
3123 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3124
3125 /*
3126  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3127  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3128  * possible.
3129  *
3130  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3131  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3132  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3133  */
3134 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3135 {
3136         struct page *page;
3137         struct kmem_cache_node *n;
3138
3139         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3140
3141         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3142
3143         BUG_ON(!page);
3144         if (page_to_nid(page) != node) {
3145                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3146                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3147         }
3148
3149         n = page->freelist;
3150         BUG_ON(!n);
3151         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3152         page->inuse = 1;
3153         page->frozen = 0;
3154         kmem_cache_node->node[node] = n;
3155 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3156         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3157         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3158 #endif
3159         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3160         init_kmem_cache_node(n);
3161         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3162
3163         /*
3164          * No locks need to be taken here as it has just been
3165          * initialized and there is no concurrent access.
3166          */
3167         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3168 }
3169
3170 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3171 {
3172         int node;
3173         struct kmem_cache_node *n;
3174
3175         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3176                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3177                 s->node[node] = NULL;
3178         }
3179 }
3180
3181 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3182 {
3183         int node;
3184
3185         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3186                 struct kmem_cache_node *n;
3187
3188                 if (slab_state == DOWN) {
3189                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3190                         continue;
3191                 }
3192                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3193                                                 GFP_KERNEL, node);
3194
3195                 if (!n) {
3196                         free_kmem_cache_nodes(s);
3197                         return 0;
3198                 }
3199
3200                 s->node[node] = n;
3201                 init_kmem_cache_node(n);
3202         }
3203         return 1;
3204 }
3205
3206 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3207 {
3208         if (min < MIN_PARTIAL)
3209                 min = MIN_PARTIAL;
3210         else if (min > MAX_PARTIAL)
3211                 min = MAX_PARTIAL;
3212         s->min_partial = min;
3213 }
3214
3215 /*
3216  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3217  * a slab object.
3218  */
3219 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3220 {
3221         unsigned long flags = s->flags;
3222         unsigned long size = s->object_size;
3223         int order;
3224
3225         /*
3226          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3227          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3228          * the possible location of the free pointer.
3229          */
3230         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3231
3232 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3233         /*
3234          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3235          * the slab may touch the object after free or before allocation
3236          * then we should never poison the object itself.
3237          */
3238         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3239                         !s->ctor)
3240                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3241         else
3242                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3243
3244
3245         /*
3246          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3247          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3248          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3249          */
3250         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3251                 size += sizeof(void *);
3252 #endif
3253
3254         /*
3255          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3256          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3257          */
3258         s->inuse = size;
3259
3260         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3261                 s->ctor)) {
3262                 /*
3263                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3264                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3265                  * kmem_cache_free.
3266                  *
3267                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3268                  * destructor or are poisoning the objects.
3269                  */
3270                 s->offset = size;
3271                 size += sizeof(void *);
3272         }
3273
3274 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3275         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3276                 /*
3277                  * Need to store information about allocs and frees after
3278                  * the object.
3279                  */
3280                 size += 2 * sizeof(struct track);
3281
3282         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3283                 /*
3284                  * Add some empty padding so that we can catch
3285                  * overwrites from earlier objects rather than let
3286                  * tracking information or the free pointer be
3287                  * corrupted if a user writes before the start
3288                  * of the object.
3289                  */
3290                 size += sizeof(void *);
3291 #endif
3292
3293         /*
3294          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3295          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3296          * each object to conform to the alignment.
3297          */
3298         size = ALIGN(size, s->align);
3299         s->size = size;
3300         if (forced_order >= 0)
3301                 order = forced_order;
3302         else
3303                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3304
3305         if (order < 0)
3306                 return 0;
3307
3308         s->allocflags = 0;
3309         if (order)
3310                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3311
3312         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3313                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3314
3315         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3316                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3317
3318         /*
3319          * Determine the number of objects per slab
3320          */
3321         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3322         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3323         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3324                 s->max = s->oo;
3325
3326         return !!oo_objects(s->oo);
3327 }
3328
3329 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3330 {
3331         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3332         s->reserved = 0;
3333
3334         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3335                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3336
3337         if (!calculate_sizes(s, -1))
3338                 goto error;
3339         if (disable_higher_order_debug) {
3340                 /*
3341                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3342                  * order increased.
3343                  */
3344                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3345                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3346                         s->offset = 0;
3347                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3348                                 goto error;
3349                 }
3350         }
3351
3352 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3353     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3354         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3355                 /* Enable fast mode */
3356                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3357 #endif
3358
3359         /*
3360          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3361          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3362          */
3363         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3364
3365         /*
3366          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3367          * per cpu partial lists of a processor.
3368          *
3369          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3370          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3371          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3372          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3373          *
3374          * This setting also determines
3375          *
3376          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3377          *    per node list when we reach the limit.
3378          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3379          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3380          *    50% to keep some capacity around for frees.
3381          */
3382         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3383                 s->cpu_partial = 0;
3384         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3385                 s->cpu_partial = 2;
3386         else if (s->size >= 1024)
3387                 s->cpu_partial = 6;
3388         else if (s->size >= 256)
3389                 s->cpu_partial = 13;
3390         else
3391                 s->cpu_partial = 30;
3392
3393 #ifdef CONFIG_NUMA
3394         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3395 #endif
3396         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3397                 goto error;
3398
3399         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3400                 return 0;
3401
3402         free_kmem_cache_nodes(s);
3403 error:
3404         if (flags & SLAB_PANIC)
3405                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3406                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3407                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3408                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3409         return -EINVAL;
3410 }
3411
3412 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3413                                                         const char *text)
3414 {
3415 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3416         void *addr = page_address(page);
3417         void *p;
3418         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3419                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3420         if (!map)
3421                 return;
3422         slab_err(s, page, text, s->name);
3423         slab_lock(page);
3424
3425         get_map(s, page, map);
3426         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3427
3428                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3429                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3430                         print_tracking(s, p);
3431                 }
3432         }
3433         slab_unlock(page);
3434         kfree(map);
3435 #endif
3436 }
3437
3438 /*
3439  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3440  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3441  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3442  */
3443 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3444 {
3445         struct page *page, *h;
3446
3447         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3448                 if (!page->inuse) {
3449                         __remove_partial(n, page);
3450                         discard_slab(s, page);
3451                 } else {
3452                         list_slab_objects(s, page,
3453                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3454                 }
3455         }
3456 }
3457
3458 /*
3459  * Release all resources used by a slab cache.
3460  */
3461 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3462 {
3463         int node;
3464         struct kmem_cache_node *n;
3465
3466         flush_all(s);
3467         /* Attempt to free all objects */
3468         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3469                 free_partial(s, n);
3470                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3471                         return 1;
3472         }
3473         free_percpu(s->cpu_slab);
3474         free_kmem_cache_nodes(s);
3475         return 0;
3476 }
3477
3478 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3479 {
3480         return kmem_cache_close(s);
3481 }
3482
3483 /********************************************************************
3484  *              Kmalloc subsystem
3485  *******************************************************************/
3486
3487 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3488 {
3489         get_option(&str, &slub_min_order);
3490
3491         return 1;
3492 }
3493
3494 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3495
3496 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3497 {
3498         get_option(&str, &slub_max_order);
3499         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3500
3501         return 1;
3502 }
3503
3504 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3505
3506 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3507 {
3508         get_option(&str, &slub_min_objects);
3509
3510         return 1;
3511 }
3512
3513 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3514
3515 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3516 {
3517         struct kmem_cache *s;
3518         void *ret;
3519
3520         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3521                 return kmalloc_large(size, flags);
3522
3523         s = kmalloc_slab(size, flags);
3524
3525         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3526                 return s;
3527
3528         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3529
3530         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3531
3532         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3533
3534         return ret;
3535 }
3536 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3537
3538 #ifdef CONFIG_NUMA
3539 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3540 {
3541         struct page *page;
3542         void *ptr = NULL;
3543
3544         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3545         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3546         if (page)
3547                 ptr = page_address(page);
3548
3549         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3550         return ptr;
3551 }
3552
3553 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3554 {
3555         struct kmem_cache *s;
3556         void *ret;
3557
3558         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3559                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3560
3561                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3562                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3563                                    flags, node);
3564
3565                 return ret;
3566         }
3567
3568         s = kmalloc_slab(size, flags);
3569
3570         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3571                 return s;
3572
3573         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3574
3575         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3576
3577         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3578
3579         return ret;
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3582 #endif
3583
3584 static size_t __ksize(const void *object)
3585 {
3586         struct page *page;
3587
3588         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3589                 return 0;
3590
3591         page = virt_to_head_page(object);
3592
3593         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3594                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3595                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3596         }
3597
3598         return slab_ksize(page->slab_cache);
3599 }
3600
3601 size_t ksize(const void *object)
3602 {
3603         size_t size = __ksize(object);
3604         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3605            so we need unpoison this area. */
3606         kasan_krealloc(object, size);
3607         return size;
3608 }
3609 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3610
3611 void kfree(const void *x)
3612 {
3613         struct page *page;
3614         void *object = (void *)x;
3615
3616         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3617
3618         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3619                 return;
3620
3621         page = virt_to_head_page(x);
3622         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3623                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3624                 kfree_hook(x);
3625                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3626                 return;
3627         }
3628         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3629 }
3630 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3631
3632 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3633
3634 /*
3635  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3636  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3637  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3638  *
3639  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3640  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3641  * are freed in them.
3642  */
3643 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3644 {
3645         int node;
3646         int i;
3647         struct kmem_cache_node *n;
3648         struct page *page;
3649         struct page *t;
3650         struct list_head discard;
3651         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3652         unsigned long flags;
3653         int ret = 0;
3654
3655         if (deactivate) {
3656                 /*
3657                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3658                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3659                  */
3660                 s->cpu_partial = 0;
3661                 s->min_partial = 0;
3662
3663                 /*
3664                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3665                  * so we have to make sure the change is visible.
3666                  */
3667                 kick_all_cpus_sync();
3668         }
3669
3670         flush_all(s);
3671         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3672                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3673                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3674                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3675
3676                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3677
3678                 /*
3679                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3680                  *
3681                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3682                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3683                  */
3684                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3685                         int free = page->objects - page->inuse;
3686
3687                         /* Do not reread page->inuse */
3688                         barrier();
3689
3690                         /* We do not keep full slabs on the list */
3691                         BUG_ON(free <= 0);
3692
3693                         if (free == page->objects) {
3694                                 list_move(&page->lru, &discard);
3695                                 n->nr_partial--;
3696                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3697                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3698                 }
3699
3700                 /*
3701                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3702                  * partial list.
3703                  */
3704                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3705                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3706
3707                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3708
3709                 /* Release empty slabs */
3710                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3711                         discard_slab(s, page);
3712
3713                 if (slabs_node(s, node))
3714                         ret = 1;
3715         }
3716
3717         return ret;
3718 }
3719
3720 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3721 {
3722         struct kmem_cache *s;
3723
3724         mutex_lock(&slab_mutex);
3725         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3726                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3727         mutex_unlock(&slab_mutex);
3728
3729         return 0;
3730 }
3731
3732 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3733 {
3734         struct kmem_cache_node *n;
3735         struct kmem_cache *s;
3736         struct memory_notify *marg = arg;
3737         int offline_node;
3738
3739         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3740
3741         /*
3742          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3743          * for it yet.
3744          */
3745         if (offline_node < 0)
3746                 return;
3747
3748         mutex_lock(&slab_mutex);
3749         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3750                 n = get_node(s, offline_node);
3751                 if (n) {
3752                         /*
3753                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3754                          * that is going down. We were unable to free them,
3755                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3756                          * callback. So, we must fail.
3757                          */
3758                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3759
3760                         s->node[offline_node] = NULL;
3761                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3762                 }
3763         }
3764         mutex_unlock(&slab_mutex);
3765 }
3766
3767 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3768 {
3769         struct kmem_cache_node *n;
3770         struct kmem_cache *s;
3771         struct memory_notify *marg = arg;
3772         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3773         int ret = 0;
3774
3775         /*
3776          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3777          * already created. Nothing to do.
3778          */
3779         if (nid < 0)
3780                 return 0;
3781
3782         /*
3783          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3784          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3785          * online.
3786          */
3787         mutex_lock(&slab_mutex);
3788         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3789                 /*
3790                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3791                  *      since memory is not yet available from the node that
3792                  *      is brought up.
3793                  */
3794                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3795                 if (!n) {
3796                         ret = -ENOMEM;
3797                         goto out;
3798                 }
3799                 init_kmem_cache_node(n);
3800                 s->node[nid] = n;
3801         }
3802 out:
3803         mutex_unlock(&slab_mutex);
3804         return ret;
3805 }
3806
3807 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3808                                 unsigned long action, void *arg)
3809 {
3810         int ret = 0;
3811
3812         switch (action) {
3813         case MEM_GOING_ONLINE:
3814                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3815                 break;
3816         case MEM_GOING_OFFLINE:
3817                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3818                 break;
3819         case MEM_OFFLINE:
3820         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3821                 slab_mem_offline_callback(arg);
3822                 break;
3823         case MEM_ONLINE:
3824         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3825                 break;
3826         }
3827         if (ret)
3828                 ret = notifier_from_errno(ret);
3829         else
3830                 ret = NOTIFY_OK;
3831         return ret;
3832 }
3833
3834 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3835         .notifier_call = slab_memory_callback,
3836         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3837 };
3838
3839 /********************************************************************
3840  *                      Basic setup of slabs
3841  *******************************************************************/
3842
3843 /*
3844  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3845  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3846  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3847  */
3848
3849 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3850 {
3851         int node;
3852         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3853         struct kmem_cache_node *n;
3854
3855         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3856
3857         /*
3858          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3859          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3860          * IPIs around.
3861          */
3862         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3863         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3864                 struct page *p;
3865
3866                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3867                         p->slab_cache = s;
3868
3869 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3870                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3871                         p->slab_cache = s;
3872 #endif
3873         }
3874         slab_init_memcg_params(s);
3875         list_add(&s->list, &slab_caches);
3876         return s;
3877 }
3878
3879 void __init kmem_cache_init(void)
3880 {
3881         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3882                 boot_kmem_cache_node;
3883
3884         if (debug_guardpage_minorder())
3885                 slub_max_order = 0;
3886
3887         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3888         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3889
3890         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3891                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3892
3893         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3894
3895         /* Able to allocate the per node structures */
3896         slab_state = PARTIAL;
3897
3898         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3899                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3900                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3901                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3902
3903         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3904
3905         /*
3906          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3907          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3908          * update any list pointers.
3909          */
3910         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3911
3912         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3913         setup_kmalloc_cache_index_table();
3914         create_kmalloc_caches(0);
3915
3916 #ifdef CONFIG_SMP
3917         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3918 #endif
3919
3920         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3921                 cache_line_size(),
3922                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3923                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3924 }
3925
3926 void __init kmem_cache_init_late(void)
3927 {
3928 }
3929
3930 struct kmem_cache *
3931 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3932                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3933 {
3934         struct kmem_cache *s, *c;
3935
3936         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3937         if (s) {
3938                 s->refcount++;
3939
3940                 /*
3941                  * Adjust the object sizes so that we clear
3942                  * the complete object on kzalloc.
3943                  */
3944                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3945                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3946
3947                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3948                         c->object_size = s->object_size;
3949                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3950                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3951                 }
3952
3953                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3954                         s->refcount--;
3955                         s = NULL;
3956                 }
3957         }
3958
3959         return s;
3960 }
3961
3962 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3963 {
3964         int err;
3965
3966         err = kmem_cache_open(s, flags);
3967         if (err)
3968                 return err;
3969
3970         /* Mutex is not taken during early boot */
3971         if (slab_state <= UP)
3972                 return 0;
3973
3974         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3975         err = sysfs_slab_add(s);
3976         if (err)
3977                 kmem_cache_close(s);
3978
3979         return err;
3980 }
3981
3982 #ifdef CONFIG_SMP
3983 /*
3984  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3985  * necessary.
3986  */
3987 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3988                 unsigned long action, void *hcpu)
3989 {
3990         long cpu = (long)hcpu;
3991         struct kmem_cache *s;
3992         unsigned long flags;
3993
3994         switch (action) {
3995         case CPU_UP_CANCELED:
3996         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3997         case CPU_DEAD:
3998         case CPU_DEAD_FROZEN:
3999                 mutex_lock(&slab_mutex);
4000                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4001                         local_irq_save(flags);
4002                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4003                         local_irq_restore(flags);
4004                 }
4005                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4006                 break;
4007         default:
4008                 break;
4009         }
4010         return NOTIFY_OK;
4011 }
4012
4013 static struct notifier_block slab_notifier = {
4014         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4015 };
4016
4017 #endif
4018
4019 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4020 {
4021         struct kmem_cache *s;
4022         void *ret;
4023
4024         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4025                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4026
4027         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4028
4029         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4030                 return s;
4031
4032         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4033
4034         /* Honor the call site pointer we received. */
4035         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4036
4037         return ret;
4038 }
4039
4040 #ifdef CONFIG_NUMA
4041 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4042                                         int node, unsigned long caller)
4043 {
4044         struct kmem_cache *s;
4045         void *ret;
4046
4047         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4048                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4049
4050                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4051                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4052                                    gfpflags, node);
4053
4054                 return ret;
4055         }
4056
4057         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4058
4059         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4060                 return s;
4061
4062         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4063
4064         /* Honor the call site pointer we received. */
4065         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4066
4067         return ret;
4068 }
4069 #endif
4070
4071 #ifdef CONFIG_SYSFS
4072 static int count_inuse(struct page *page)
4073 {
4074         return page->inuse;
4075 }
4076
4077 static int count_total(struct page *page)
4078 {
4079         return page->objects;
4080 }
4081 #endif
4082
4083 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4084 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4085                                                 unsigned long *map)
4086 {
4087         void *p;
4088         void *addr = page_address(page);
4089
4090         if (!check_slab(s, page) ||
4091                         !on_freelist(s, page, NULL))
4092                 return 0;
4093
4094         /* Now we know that a valid freelist exists */
4095         bitmap_zero(map, page->objects);
4096
4097         get_map(s, page, map);
4098         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4099                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4100                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4101                                 return 0;
4102         }
4103
4104         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4105                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4106                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4107                                 return 0;
4108         return 1;
4109 }
4110
4111 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4112                                                 unsigned long *map)
4113 {
4114         slab_lock(page);
4115         validate_slab(s, page, map);
4116         slab_unlock(page);
4117 }
4118
4119 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4120                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4121 {
4122         unsigned long count = 0;
4123         struct page *page;
4124         unsigned long flags;
4125
4126         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4127
4128         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4129                 validate_slab_slab(s, page, map);
4130                 count++;
4131         }
4132         if (count != n->nr_partial)
4133                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4134                        s->name, count, n->nr_partial);
4135
4136         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4137                 goto out;
4138
4139         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4140                 validate_slab_slab(s, page, map);
4141                 count++;
4142         }
4143         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4144                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4145                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4146
4147 out:
4148         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4149         return count;
4150 }
4151
4152 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4153 {
4154         int node;
4155         unsigned long count = 0;
4156         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4157                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4158         struct kmem_cache_node *n;
4159
4160         if (!map)
4161                 return -ENOMEM;
4162
4163         flush_all(s);
4164         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4165                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4166         kfree(map);
4167         return count;
4168 }
4169 /*
4170  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4171  * and freed.
4172  */
4173
4174 struct location {
4175         unsigned long count;
4176         unsigned long addr;
4177         long long sum_time;
4178         long min_time;
4179         long max_time;
4180         long min_pid;
4181         long max_pid;
4182         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4183         nodemask_t nodes;
4184 };
4185
4186 struct loc_track {
4187         unsigned long max;
4188         unsigned long count;
4189         struct location *loc;
4190 };
4191
4192 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4193 {
4194         if (t->max)
4195                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4196                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4197 }
4198
4199 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4200 {
4201         struct location *l;
4202         int order;
4203
4204         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4205
4206         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4207         if (!l)
4208                 return 0;
4209
4210         if (t->count) {
4211                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4212                 free_loc_track(t);
4213         }
4214         t->max = max;
4215         t->loc = l;
4216         return 1;
4217 }
4218
4219 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4220                                 const struct track *track)
4221 {
4222         long start, end, pos;
4223         struct location *l;
4224         unsigned long caddr;
4225         unsigned long age = jiffies - track->when;
4226
4227         start = -1;
4228         end = t->count;
4229
4230         for ( ; ; ) {
4231                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4232
4233                 /*
4234                  * There is nothing at "end". If we end up there
4235                  * we need to add something to before end.
4236                  */
4237                 if (pos == end)
4238                         break;
4239
4240                 caddr = t->loc[pos].addr;
4241                 if (track->addr == caddr) {
4242
4243                         l = &t->loc[pos];
4244                         l->count++;
4245                         if (track->when) {
4246                                 l->sum_time += age;
4247                                 if (age < l->min_time)
4248                                         l->min_time = age;
4249                                 if (age > l->max_time)
4250                                         l->max_time = age;
4251
4252                                 if (track->pid < l->min_pid)
4253                                         l->min_pid = track->pid;
4254                                 if (track->pid > l->max_pid)
4255                                         l->max_pid = track->pid;
4256
4257                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4258                                                 to_cpumask(l->cpus));
4259                         }
4260                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4261                         return 1;
4262                 }
4263
4264                 if (track->addr < caddr)
4265                         end = pos;
4266                 else
4267                         start = pos;
4268         }
4269
4270         /*
4271          * Not found. Insert new tracking element.
4272          */
4273         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4274                 return 0;
4275
4276         l = t->loc + pos;
4277         if (pos < t->count)
4278                 memmove(l + 1, l,
4279                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4280         t->count++;
4281         l->count = 1;
4282         l->addr = track->addr;
4283         l->sum_time = age;
4284         l->min_time = age;
4285         l->max_time = age;
4286         l->min_pid = track->pid;
4287         l->max_pid = track->pid;
4288         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4289         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4290         nodes_clear(l->nodes);
4291         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4292         return 1;
4293 }
4294
4295 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4296                 struct page *page, enum track_item alloc,
4297                 unsigned long *map)
4298 {
4299         void *addr = page_address(page);
4300         void *p;
4301
4302         bitmap_zero(map, page->objects);
4303         get_map(s, page, map);
4304
4305         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4306                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4307                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4308 }
4309
4310 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4311                                         enum track_item alloc)
4312 {
4313         int len = 0;
4314         unsigned long i;
4315         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4316         int node;
4317         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4318                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4319         struct kmem_cache_node *n;
4320
4321         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4322                                      GFP_TEMPORARY)) {
4323                 kfree(map);
4324                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4325         }
4326         /* Push back cpu slabs */
4327         flush_all(s);
4328
4329         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4330                 unsigned long flags;
4331                 struct page *page;
4332
4333                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4334                         continue;
4335
4336                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4337                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4338                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4339                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4340                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4341                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4342         }
4343
4344         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4345                 struct location *l = &t.loc[i];
4346
4347                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4348                         break;
4349                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4350
4351                 if (l->addr)
4352                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4353                 else
4354                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4355
4356                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4357                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4358                                 l->min_time,
4359                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4360                                 l->max_time);
4361                 } else
4362                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4363                                 l->min_time);
4364
4365                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4366                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4367                                 l->min_pid, l->max_pid);
4368                 else
4369                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4370                                 l->min_pid);
4371
4372                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4373                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4374                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4375                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4376                                          " cpus=%*pbl",
4377                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4378
4379                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4380                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4381                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4382                                          " nodes=%*pbl",
4383                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4384
4385                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4386         }
4387
4388         free_loc_track(&t);
4389         kfree(map);
4390         if (!t.count)
4391                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4392         return len;
4393 }
4394 #endif
4395
4396 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4397 static void __init resiliency_test(void)
4398 {
4399         u8 *p;
4400
4401         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4402
4403         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4404         pr_err("-----------------------\n");
4405         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4406
4407         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4408         p[16] = 0x12;
4409         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4410                p + 16);
4411
4412         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4413
4414         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4415         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4416         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4417         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4418                p);
4419         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4420
4421         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4422         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4423         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4424         *p = 0x56;
4425         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4426                p);
4427         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4428         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4429
4430         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4431         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4432         kfree(p);
4433         *p = 0x78;
4434         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4435         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4436
4437         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4438         kfree(p);
4439         p[50] = 0x9a;
4440         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4441         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4442
4443         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4444         kfree(p);
4445         p[512] = 0xab;
4446         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4447         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4448 }
4449 #else
4450 #ifdef CONFIG_SYSFS
4451 static void resiliency_test(void) {};
4452 #endif
4453 #endif
4454
4455 #ifdef CONFIG_SYSFS
4456 enum slab_stat_type {
4457         SL_ALL,                 /* All slabs */
4458         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4459         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4460         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4461         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4462 };
4463
4464 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4465 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4466 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4467 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4468 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4469
4470 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4471                             char *buf, unsigned long flags)
4472 {
4473         unsigned long total = 0;
4474         int node;
4475         int x;
4476         unsigned long *nodes;
4477
4478         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4479         if (!nodes)
4480                 return -ENOMEM;
4481
4482         if (flags & SO_CPU) {
4483                 int cpu;
4484
4485                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4486                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4487                                                                cpu);
4488                         int node;
4489                         struct page *page;
4490
4491                         page = READ_ONCE(c->page);
4492                         if (!page)
4493                                 continue;
4494
4495                         node = page_to_nid(page);
4496                         if (flags & SO_TOTAL)
4497                                 x = page->objects;
4498                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4499                                 x = page->inuse;
4500                         else
4501                                 x = 1;
4502
4503                         total += x;
4504                         nodes[node] += x;
4505
4506                         page = READ_ONCE(c->partial);
4507                         if (page) {
4508                                 node = page_to_nid(page);
4509                                 if (flags & SO_TOTAL)
4510                                         WARN_ON_ONCE(1);
4511                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4512                                         WARN_ON_ONCE(1);
4513                                 else
4514                                         x = page->pages;
4515                                 total += x;
4516                                 nodes[node] += x;
4517                         }
4518                 }
4519         }
4520
4521         get_online_mems();
4522 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4523         if (flags & SO_ALL) {
4524                 struct kmem_cache_node *n;
4525
4526                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4527
4528                         if (flags & SO_TOTAL)
4529                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4530                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4531                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4532                                         count_partial(n, count_free);
4533                         else
4534                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4535                         total += x;
4536                         nodes[node] += x;
4537                 }
4538
4539         } else
4540 #endif
4541         if (flags & SO_PARTIAL) {
4542                 struct kmem_cache_node *n;
4543
4544                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4545                         if (flags & SO_TOTAL)
4546                                 x = count_partial(n, count_total);
4547                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4548                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4549                         else
4550                                 x = n->nr_partial;
4551                         total += x;
4552                         nodes[node] += x;
4553                 }
4554         }
4555         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4556 #ifdef CONFIG_NUMA
4557         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4558                 if (nodes[node])
4559                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4560                                         node, nodes[node]);
4561 #endif
4562         put_online_mems();
4563         kfree(nodes);
4564         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4565 }
4566
4567 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4568 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4569 {
4570         int node;
4571         struct kmem_cache_node *n;
4572
4573         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4574                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4575                         return 1;
4576
4577         return 0;
4578 }
4579 #endif
4580
4581 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4582 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4583
4584 struct slab_attribute {
4585         struct attribute attr;
4586         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4587         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4588 };
4589
4590 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4591         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4592         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4593
4594 #define SLAB_ATTR(_name) \
4595         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4596         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4597
4598 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4599 {
4600         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4601 }
4602 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4603
4604 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4605 {
4606         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4607 }
4608 SLAB_ATTR_RO(align);
4609
4610 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4611 {
4612         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4613 }
4614 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4615
4616 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4619 }
4620 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4621
4622 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4623                                 const char *buf, size_t length)
4624 {
4625         unsigned long order;
4626         int err;
4627
4628         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4629         if (err)
4630                 return err;
4631
4632         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4633                 return -EINVAL;
4634
4635         calculate_sizes(s, order);
4636         return length;
4637 }
4638
4639 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4640 {
4641         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4642 }
4643 SLAB_ATTR(order);
4644
4645 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4646 {
4647         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4648 }
4649
4650 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4651                                  size_t length)
4652 {
4653         unsigned long min;
4654         int err;
4655
4656         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4657         if (err)
4658                 return err;
4659
4660         set_min_partial(s, min);
4661         return length;
4662 }
4663 SLAB_ATTR(min_partial);
4664
4665 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4666 {
4667         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4668 }
4669
4670 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4671                                  size_t length)
4672 {
4673         unsigned long objects;
4674         int err;
4675
4676         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4677         if (err)
4678                 return err;
4679         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4680                 return -EINVAL;
4681
4682         s->cpu_partial = objects;
4683         flush_all(s);
4684         return length;
4685 }
4686 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4687
4688 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4689 {
4690         if (!s->ctor)
4691                 return 0;
4692         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4693 }
4694 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4695
4696 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4697 {
4698         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4699 }
4700 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4701
4702 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4703 {
4704         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4705 }
4706 SLAB_ATTR_RO(partial);
4707
4708 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4709 {
4710         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4711 }
4712 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4713
4714 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4715 {
4716         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4717 }
4718 SLAB_ATTR_RO(objects);
4719
4720 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4721 {
4722         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4723 }
4724 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4725
4726 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4727 {
4728         int objects = 0;
4729         int pages = 0;
4730         int cpu;
4731         int len;
4732
4733         for_each_online_cpu(cpu) {
4734                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4735
4736                 if (page) {
4737                         pages += page->pages;
4738                         objects += page->pobjects;
4739                 }
4740         }
4741
4742         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4743
4744 #ifdef CONFIG_SMP
4745         for_each_online_cpu(cpu) {
4746                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4747
4748                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4749                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4750                                 page->pobjects, page->pages);
4751         }
4752 #endif
4753         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4754 }
4755 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4756
4757 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4758 {
4759         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4760 }
4761
4762 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4763                                 const char *buf, size_t length)
4764 {
4765         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4766         if (buf[0] == '1')
4767                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4768         return length;
4769 }
4770 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4771
4772 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4773 {
4774         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4775 }
4776 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4777
4778 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4779 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4780 {
4781         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4782 }
4783 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4784 #endif
4785
4786 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4787 {
4788         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4789 }
4790 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4791
4792 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4793 {
4794         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4795 }
4796 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4797
4798 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4799 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4800 {
4801         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4802 }
4803 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4804
4805 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4806 {
4807         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4808 }
4809 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4810
4811 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4812 {
4813         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4814 }
4815
4816 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4817                                 const char *buf, size_t length)
4818 {
4819         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4820         if (buf[0] == '1') {
4821                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4822                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4823         }
4824         return length;
4825 }
4826 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4827
4828 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4829 {
4830         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4831 }
4832
4833 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4834                                                         size_t length)
4835 {
4836         /*
4837          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4838          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4839          * cache into an umergeable one.
4840          */
4841         if (s->refcount > 1)
4842                 return -EINVAL;
4843
4844         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4845         if (buf[0] == '1') {
4846                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4847                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4848         }
4849         return length;
4850 }
4851 SLAB_ATTR(trace);
4852
4853 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4854 {
4855         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4856 }
4857
4858 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4859                                 const char *buf, size_t length)
4860 {
4861         if (any_slab_objects(s))
4862                 return -EBUSY;
4863
4864         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4865         if (buf[0] == '1') {
4866                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4867                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4868         }
4869         calculate_sizes(s, -1);
4870         return length;
4871 }
4872 SLAB_ATTR(red_zone);
4873
4874 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4875 {
4876         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4877 }
4878
4879 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4880                                 const char *buf, size_t length)
4881 {
4882         if (any_slab_objects(s))
4883                 return -EBUSY;
4884
4885         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4886         if (buf[0] == '1') {
4887                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4888                 s->flags |= SLAB_POISON;
4889         }
4890         calculate_sizes(s, -1);
4891         return length;
4892 }
4893 SLAB_ATTR(poison);
4894
4895 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4896 {
4897         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4898 }
4899
4900 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4901                                 const char *buf, size_t length)
4902 {
4903         if (any_slab_objects(s))
4904                 return -EBUSY;
4905
4906         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4907         if (buf[0] == '1') {
4908                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4909                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4910         }
4911         calculate_sizes(s, -1);
4912         return length;
4913 }
4914 SLAB_ATTR(store_user);
4915
4916 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4917 {
4918         return 0;
4919 }
4920
4921 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4922                         const char *buf, size_t length)
4923 {
4924         int ret = -EINVAL;
4925
4926         if (buf[0] == '1') {
4927                 ret = validate_slab_cache(s);
4928                 if (ret >= 0)
4929                         ret = length;
4930         }
4931         return ret;
4932 }
4933 SLAB_ATTR(validate);
4934
4935 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4936 {
4937         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4938                 return -ENOSYS;
4939         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4940 }
4941 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4942
4943 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4944 {
4945         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4946                 return -ENOSYS;
4947         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4948 }
4949 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4950 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4951
4952 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4953 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4954 {
4955         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4956 }
4957
4958 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4959                                                         size_t length)
4960 {
4961         if (s->refcount > 1)
4962                 return -EINVAL;
4963
4964         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4965         if (buf[0] == '1')
4966                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4967         return length;
4968 }
4969 SLAB_ATTR(failslab);
4970 #endif
4971
4972 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4973 {
4974         return 0;
4975 }
4976
4977 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4978                         const char *buf, size_t length)
4979 {
4980         if (buf[0] == '1')
4981                 kmem_cache_shrink(s);
4982         else
4983                 return -EINVAL;
4984         return length;
4985 }
4986 SLAB_ATTR(shrink);
4987
4988 #ifdef CONFIG_NUMA
4989 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4990 {
4991         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4992 }
4993
4994 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4995                                 const char *buf, size_t length)
4996 {
4997         unsigned long ratio;
4998         int err;
4999
5000         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5001         if (err)
5002                 return err;
5003
5004         if (ratio <= 100)
5005                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5006
5007         return length;
5008 }
5009 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5010 #endif
5011
5012 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5013 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5014 {
5015         unsigned long sum  = 0;
5016         int cpu;
5017         int len;
5018         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5019
5020         if (!data)
5021                 return -ENOMEM;
5022
5023         for_each_online_cpu(cpu) {
5024                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5025
5026                 data[cpu] = x;
5027                 sum += x;
5028         }
5029
5030         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5031
5032 #ifdef CONFIG_SMP
5033         for_each_online_cpu(cpu) {
5034                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5035                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5036         }
5037 #endif
5038         kfree(data);
5039         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5040 }
5041
5042 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5043 {
5044         int cpu;
5045
5046         for_each_online_cpu(cpu)
5047                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5048 }
5049
5050 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5051 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5052 {                                                               \
5053         return show_stat(s, buf, si);                           \
5054 }                                                               \
5055 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5056                                 const char *buf, size_t length) \
5057 {                                                               \
5058         if (buf[0] != '0')                                      \
5059                 return -EINVAL;                                 \
5060         clear_stat(s, si);                                      \
5061         return length;                                          \
5062 }                                                               \
5063 SLAB_ATTR(text);                                                \
5064
5065 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5066 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5067 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5068 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5069 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5070 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5071 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5072 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5073 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5074 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5075 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5076 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5077 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5078 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5079 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5080 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5081 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5082 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5083 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5084 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5085 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5086 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5087 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5088 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5089 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5090 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5091 #endif
5092
5093 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5094         &slab_size_attr.attr,
5095         &object_size_attr.attr,
5096         &objs_per_slab_attr.attr,
5097         &order_attr.attr,
5098         &min_partial_attr.attr,
5099         &cpu_partial_attr.attr,
5100         &objects_attr.attr,
5101         &objects_partial_attr.attr,
5102         &partial_attr.attr,
5103         &cpu_slabs_attr.attr,
5104         &ctor_attr.attr,
5105         &aliases_attr.attr,
5106         &align_attr.attr,
5107         &hwcache_align_attr.attr,
5108         &reclaim_account_attr.attr,
5109         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5110         &shrink_attr.attr,
5111         &reserved_attr.attr,
5112         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5113 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5114         &total_objects_attr.attr,
5115         &slabs_attr.attr,
5116         &sanity_checks_attr.attr,
5117         &trace_attr.attr,
5118         &red_zone_attr.attr,
5119         &poison_attr.attr,
5120         &store_user_attr.attr,
5121         &validate_attr.attr,
5122         &alloc_calls_attr.attr,
5123         &free_calls_attr.attr,
5124 #endif
5125 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5126         &cache_dma_attr.attr,
5127 #endif
5128 #ifdef CONFIG_NUMA
5129         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5130 #endif
5131 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5132         &alloc_fastpath_attr.attr,
5133         &alloc_slowpath_attr.attr,
5134         &free_fastpath_attr.attr,
5135         &free_slowpath_attr.attr,
5136         &free_frozen_attr.attr,
5137         &free_add_partial_attr.attr,
5138         &free_remove_partial_attr.attr,
5139         &alloc_from_partial_attr.attr,
5140         &alloc_slab_attr.attr,
5141         &alloc_refill_attr.attr,
5142         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5143         &free_slab_attr.attr,
5144         &cpuslab_flush_attr.attr,
5145         &deactivate_full_attr.attr,
5146         &deactivate_empty_attr.attr,
5147         &deactivate_to_head_attr.attr,
5148         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5149         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5150         &deactivate_bypass_attr.attr,
5151         &order_fallback_attr.attr,
5152         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5153         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5154         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5155         &cpu_partial_free_attr.attr,
5156         &cpu_partial_node_attr.attr,
5157         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5158 #endif
5159 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5160         &failslab_attr.attr,
5161 #endif
5162
5163         NULL
5164 };
5165
5166 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5167         .attrs = slab_attrs,
5168 };
5169
5170 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5171                                 struct attribute *attr,
5172                                 char *buf)
5173 {
5174         struct slab_attribute *attribute;
5175         struct kmem_cache *s;
5176         int err;
5177
5178         attribute = to_slab_attr(attr);
5179         s = to_slab(kobj);
5180
5181         if (!attribute->show)
5182                 return -EIO;
5183
5184         err = attribute->show(s, buf);
5185
5186         return err;
5187 }
5188
5189 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5190                                 struct attribute *attr,
5191                                 const char *buf, size_t len)
5192 {
5193         struct slab_attribute *attribute;
5194         struct kmem_cache *s;
5195         int err;
5196
5197         attribute = to_slab_attr(attr);
5198         s = to_slab(kobj);
5199
5200         if (!attribute->store)
5201                 return -EIO;
5202
5203         err = attribute->store(s, buf, len);
5204 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5205         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5206                 struct kmem_cache *c;
5207
5208                 mutex_lock(&slab_mutex);
5209                 if (s->max_attr_size < len)
5210                         s->max_attr_size = len;
5211
5212                 /*
5213                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5214                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5215                  * basically because not all attributes will have a well
5216                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5217                  * have permanent effects.
5218                  *
5219                  * Returning the error value of any of the children that fail
5220                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5221                  * error code won't be able to know anything about the state of
5222                  * the cache.
5223                  *
5224                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5225                  * has well defined semantics. The cache being written to
5226                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5227                  * through the descendants with best-effort propagation.
5228                  */
5229                 for_each_memcg_cache(c, s)
5230                         attribute->store(c, buf, len);
5231                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5232         }
5233 #endif
5234         return err;
5235 }
5236
5237 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5238 {
5239 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5240         int i;
5241         char *buffer = NULL;
5242         struct kmem_cache *root_cache;
5243
5244         if (is_root_cache(s))
5245                 return;
5246
5247         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5248
5249         /*
5250          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5251          * in copying default values around
5252          */
5253         if (!root_cache->max_attr_size)
5254                 return;
5255
5256         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5257                 char mbuf[64];
5258                 char *buf;
5259                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5260
5261                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5262                         continue;
5263
5264                 /*
5265                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5266                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5267                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5268                  *
5269                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5270                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5271                  * theoretically happen.
5272                  */
5273                 if (buffer)
5274                         buf = buffer;
5275                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5276                         buf = mbuf;
5277                 else {
5278                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5279                         if (WARN_ON(!buffer))
5280                                 continue;
5281                         buf = buffer;
5282                 }
5283
5284                 attr->show(root_cache, buf);
5285                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5286         }
5287
5288         if (buffer)
5289                 free_page((unsigned long)buffer);
5290 #endif
5291 }
5292
5293 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5294 {
5295         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5296 }
5297
5298 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5299         .show = slab_attr_show,
5300         .store = slab_attr_store,
5301 };
5302
5303 static struct kobj_type slab_ktype = {
5304         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5305         .release = kmem_cache_release,
5306 };
5307
5308 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5309 {
5310         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5311
5312         if (ktype == &slab_ktype)
5313                 return 1;
5314         return 0;
5315 }
5316
5317 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5318         .filter = uevent_filter,
5319 };
5320
5321 static struct kset *slab_kset;
5322
5323 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5324 {
5325 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5326         if (!is_root_cache(s))
5327                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5328 #endif
5329         return slab_kset;
5330 }
5331
5332 #define ID_STR_LENGTH 64
5333
5334 /* Create a unique string id for a slab cache:
5335  *
5336  * Format       :[flags-]size
5337  */
5338 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5339 {
5340         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5341         char *p = name;
5342
5343         BUG_ON(!name);
5344
5345         *p++ = ':';
5346         /*
5347          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5348          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5349          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5350          * are matched during merging to guarantee that the id is
5351          * unique.
5352          */
5353         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5354                 *p++ = 'd';
5355         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5356                 *p++ = 'a';
5357         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5358                 *p++ = 'F';
5359         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5360                 *p++ = 't';
5361         if (p != name + 1)
5362                 *p++ = '-';
5363         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5364
5365         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5366         return name;
5367 }
5368
5369 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5370 {
5371         int err;
5372         const char *name;
5373         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5374
5375         if (unmergeable) {
5376                 /*
5377                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5378                  * This is typically the case for debug situations. In that
5379                  * case we can catch duplicate names easily.
5380                  */
5381                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5382                 name = s->name;
5383         } else {
5384                 /*
5385                  * Create a unique name for the slab as a target
5386                  * for the symlinks.
5387                  */
5388                 name = create_unique_id(s);
5389         }
5390
5391         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5392         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5393         if (err)
5394                 goto out;
5395
5396         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5397         if (err)
5398                 goto out_del_kobj;
5399
5400 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5401         if (is_root_cache(s)) {
5402                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5403                 if (!s->memcg_kset) {
5404                         err = -ENOMEM;
5405                         goto out_del_kobj;
5406                 }
5407         }
5408 #endif
5409
5410         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5411         if (!unmergeable) {
5412                 /* Setup first alias */
5413                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5414         }
5415 out:
5416         if (!unmergeable)
5417                 kfree(name);
5418         return err;
5419 out_del_kobj:
5420         kobject_del(&s->kobj);
5421         goto out;
5422 }
5423
5424 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5425 {
5426         if (slab_state < FULL)
5427                 /*
5428                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5429                  * cache from sysfs.
5430                  */
5431                 return;
5432
5433 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5434         kset_unregister(s->memcg_kset);
5435 #endif
5436         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5437         kobject_del(&s->kobj);
5438         kobject_put(&s->kobj);
5439 }
5440
5441 /*
5442  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5443  * available lest we lose that information.
5444  */
5445 struct saved_alias {
5446         struct kmem_cache *s;
5447         const char *name;
5448         struct saved_alias *next;
5449 };
5450
5451 static struct saved_alias *alias_list;
5452
5453 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5454 {
5455         struct saved_alias *al;
5456
5457         if (slab_state == FULL) {
5458                 /*
5459                  * If we have a leftover link then remove it.
5460                  */
5461                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5462                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5463         }
5464
5465         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5466         if (!al)
5467                 return -ENOMEM;
5468
5469         al->s = s;
5470         al->name = name;
5471         al->next = alias_list;
5472         alias_list = al;
5473         return 0;
5474 }
5475
5476 static int __init slab_sysfs_init(void)
5477 {
5478         struct kmem_cache *s;
5479         int err;
5480
5481         mutex_lock(&slab_mutex);
5482
5483         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5484         if (!slab_kset) {
5485                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5486                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5487                 return -ENOSYS;
5488         }
5489
5490         slab_state = FULL;
5491
5492         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5493                 err = sysfs_slab_add(s);
5494                 if (err)
5495                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5496                                s->name);
5497         }
5498
5499         while (alias_list) {
5500                 struct saved_alias *al = alias_list;
5501
5502                 alias_list = alias_list->next;
5503                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5504                 if (err)
5505                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5506                                al->name);
5507                 kfree(al);
5508         }
5509
5510         mutex_unlock(&slab_mutex);
5511         resiliency_test();
5512         return 0;
5513 }
5514
5515 __initcall(slab_sysfs_init);
5516 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5517
5518 /*
5519  * The /proc/slabinfo ABI
5520  */
5521 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5522 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5523 {
5524         unsigned long nr_slabs = 0;
5525         unsigned long nr_objs = 0;
5526         unsigned long nr_free = 0;
5527         int node;
5528         struct kmem_cache_node *n;
5529
5530         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5531                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5532                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5533                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5534         }
5535
5536         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5537         sinfo->num_objs = nr_objs;
5538         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5539         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5540         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5541         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5542 }
5543
5544 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5545 {
5546 }
5547
5548 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5549                        size_t count, loff_t *ppos)
5550 {
5551         return -EIO;
5552 }
5553 #endif /* CONFIG_SLABINFO */