mm/slab: remove the checks for slab implementation bug
[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 int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
288 {
289         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
290 }
291
292 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
293                 unsigned long size, int reserved)
294 {
295         struct kmem_cache_order_objects x = {
296                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
297         };
298
299         return x;
300 }
301
302 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
303 {
304         return x.x >> OO_SHIFT;
305 }
306
307 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
308 {
309         return x.x & OO_MASK;
310 }
311
312 /*
313  * Per slab locking using the pagelock
314  */
315 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
316 {
317         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
318         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
319 }
320
321 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
322 {
323         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
324         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
325 }
326
327 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
328 {
329         struct page tmp;
330         tmp.counters = counters_new;
331         /*
332          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
333          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
334          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
335          * be careful and only assign to the fields we need.
336          */
337         page->frozen  = tmp.frozen;
338         page->inuse   = tmp.inuse;
339         page->objects = tmp.objects;
340 }
341
342 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
343 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
344                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
345                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
346                 const char *n)
347 {
348         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
349 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
350     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
351         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
352                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
353                                    freelist_old, counters_old,
354                                    freelist_new, counters_new))
355                         return true;
356         } else
357 #endif
358         {
359                 slab_lock(page);
360                 if (page->freelist == freelist_old &&
361                                         page->counters == counters_old) {
362                         page->freelist = freelist_new;
363                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
364                         slab_unlock(page);
365                         return true;
366                 }
367                 slab_unlock(page);
368         }
369
370         cpu_relax();
371         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
372
373 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
374         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
375 #endif
376
377         return false;
378 }
379
380 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
381                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
382                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
383                 const char *n)
384 {
385 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
386     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
387         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
388                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
389                                    freelist_old, counters_old,
390                                    freelist_new, counters_new))
391                         return true;
392         } else
393 #endif
394         {
395                 unsigned long flags;
396
397                 local_irq_save(flags);
398                 slab_lock(page);
399                 if (page->freelist == freelist_old &&
400                                         page->counters == counters_old) {
401                         page->freelist = freelist_new;
402                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
403                         slab_unlock(page);
404                         local_irq_restore(flags);
405                         return true;
406                 }
407                 slab_unlock(page);
408                 local_irq_restore(flags);
409         }
410
411         cpu_relax();
412         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
413
414 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
415         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
416 #endif
417
418         return false;
419 }
420
421 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
422 /*
423  * Determine a map of object in use on a page.
424  *
425  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
426  * not vanish from under us.
427  */
428 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
429 {
430         void *p;
431         void *addr = page_address(page);
432
433         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
434                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
435 }
436
437 /*
438  * Debug settings:
439  */
440 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
441 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
442 #elif defined(CONFIG_KASAN)
443 static int slub_debug = SLAB_STORE_USER;
444 #else
445 static int slub_debug;
446 #endif
447
448 static char *slub_debug_slabs;
449 static int disable_higher_order_debug;
450
451 /*
452  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
453  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
454  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
455  * to tell kasan that these accesses are OK.
456  */
457 static inline void metadata_access_enable(void)
458 {
459         kasan_disable_current();
460 }
461
462 static inline void metadata_access_disable(void)
463 {
464         kasan_enable_current();
465 }
466
467 /*
468  * Object debugging
469  */
470 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
471 {
472         metadata_access_enable();
473         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
474                         length, 1);
475         metadata_access_disable();
476 }
477
478 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
479         enum track_item alloc)
480 {
481         struct track *p;
482
483         if (s->offset)
484                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
485         else
486                 p = object + s->inuse;
487
488         return p + alloc;
489 }
490
491 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
492                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
493 {
494         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
495
496         if (addr) {
497 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
498                 struct stack_trace trace;
499                 int i;
500
501                 trace.nr_entries = 0;
502                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
503                 trace.entries = p->addrs;
504                 trace.skip = 3;
505                 metadata_access_enable();
506                 save_stack_trace(&trace);
507                 metadata_access_disable();
508
509                 /* See rant in lockdep.c */
510                 if (trace.nr_entries != 0 &&
511                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
512                         trace.nr_entries--;
513
514                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
515                         p->addrs[i] = 0;
516 #endif
517                 p->addr = addr;
518                 p->cpu = smp_processor_id();
519                 p->pid = current->pid;
520                 p->when = jiffies;
521         } else
522                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
523 }
524
525 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
526 {
527         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
528                 return;
529
530         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
531         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
532 }
533
534 static void print_track(const char *s, struct track *t)
535 {
536         if (!t->addr)
537                 return;
538
539         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
540                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
541 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
542         {
543                 int i;
544                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
545                         if (t->addrs[i])
546                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
547                         else
548                                 break;
549         }
550 #endif
551 }
552
553 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
554 {
555         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
556                 return;
557
558         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
559         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
560 }
561
562 static void print_page_info(struct page *page)
563 {
564         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
565                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
566
567 }
568
569 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
570 {
571         struct va_format vaf;
572         va_list args;
573
574         va_start(args, fmt);
575         vaf.fmt = fmt;
576         vaf.va = &args;
577         pr_err("=============================================================================\n");
578         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
579         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
580
581         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
582         va_end(args);
583 }
584
585 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
586 {
587         struct va_format vaf;
588         va_list args;
589
590         va_start(args, fmt);
591         vaf.fmt = fmt;
592         vaf.va = &args;
593         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
594         va_end(args);
595 }
596
597 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
598 {
599         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
600         u8 *addr = page_address(page);
601
602         print_tracking(s, p);
603
604         print_page_info(page);
605
606         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
607                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
608
609         if (p > addr + 16)
610                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
611
612         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
613                                 PAGE_SIZE));
614         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
615                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
616                         s->inuse - s->object_size);
617
618         if (s->offset)
619                 off = s->offset + sizeof(void *);
620         else
621                 off = s->inuse;
622
623         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
624                 off += 2 * sizeof(struct track);
625
626         if (off != s->size)
627                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
628                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
629
630         dump_stack();
631 }
632
633 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
634                         u8 *object, char *reason)
635 {
636         slab_bug(s, "%s", reason);
637         print_trailer(s, page, object);
638 }
639
640 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
641                         const char *fmt, ...)
642 {
643         va_list args;
644         char buf[100];
645
646         va_start(args, fmt);
647         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
648         va_end(args);
649         slab_bug(s, "%s", buf);
650         print_page_info(page);
651         dump_stack();
652 }
653
654 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
655 {
656         u8 *p = object;
657
658         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
659                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
660                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
661         }
662
663         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
664                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
665 }
666
667 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
668                                                 void *from, void *to)
669 {
670         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
671         memset(from, data, to - from);
672 }
673
674 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
675                         u8 *object, char *what,
676                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
677 {
678         u8 *fault;
679         u8 *end;
680
681         metadata_access_enable();
682         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
683         metadata_access_disable();
684         if (!fault)
685                 return 1;
686
687         end = start + bytes;
688         while (end > fault && end[-1] == value)
689                 end--;
690
691         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
692         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
693                                         fault, end - 1, fault[0], value);
694         print_trailer(s, page, object);
695
696         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
697         return 0;
698 }
699
700 /*
701  * Object layout:
702  *
703  * object address
704  *      Bytes of the object to be managed.
705  *      If the freepointer may overlay the object then the free
706  *      pointer is the first word of the object.
707  *
708  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
709  *      0xa5 (POISON_END)
710  *
711  * object + s->object_size
712  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
713  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
714  *      object_size == inuse.
715  *
716  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
717  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
718  *
719  * object + s->inuse
720  *      Meta data starts here.
721  *
722  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
723  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
724  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
725  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
726  *              before the word boundary.
727  *
728  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
729  *
730  * object + s->size
731  *      Nothing is used beyond s->size.
732  *
733  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
734  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
735  * may be used with merged slabcaches.
736  */
737
738 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
739 {
740         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
741
742         if (s->offset)
743                 /* Freepointer is placed after the object. */
744                 off += sizeof(void *);
745
746         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
747                 /* We also have user information there */
748                 off += 2 * sizeof(struct track);
749
750         if (s->size == off)
751                 return 1;
752
753         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
754                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
755 }
756
757 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
758 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
759 {
760         u8 *start;
761         u8 *fault;
762         u8 *end;
763         int length;
764         int remainder;
765
766         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
767                 return 1;
768
769         start = page_address(page);
770         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
771         end = start + length;
772         remainder = length % s->size;
773         if (!remainder)
774                 return 1;
775
776         metadata_access_enable();
777         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
778         metadata_access_disable();
779         if (!fault)
780                 return 1;
781         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
782                 end--;
783
784         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
785         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
786
787         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
788         return 0;
789 }
790
791 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
792                                         void *object, u8 val)
793 {
794         u8 *p = object;
795         u8 *endobject = object + s->object_size;
796
797         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
798                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
799                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
800                         return 0;
801         } else {
802                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
803                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
804                                 endobject, POISON_INUSE,
805                                 s->inuse - s->object_size);
806                 }
807         }
808
809         if (s->flags & SLAB_POISON) {
810                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
811                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
812                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
813                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
814                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
815                         return 0;
816                 /*
817                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
818                  */
819                 check_pad_bytes(s, page, p);
820         }
821
822         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
823                 /*
824                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
825                  * freepointer while object is allocated.
826                  */
827                 return 1;
828
829         /* Check free pointer validity */
830         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
831                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
832                 /*
833                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
834                  * of the free objects in this slab. May cause
835                  * another error because the object count is now wrong.
836                  */
837                 set_freepointer(s, p, NULL);
838                 return 0;
839         }
840         return 1;
841 }
842
843 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
844 {
845         int maxobj;
846
847         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
848
849         if (!PageSlab(page)) {
850                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
851                 return 0;
852         }
853
854         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
855         if (page->objects > maxobj) {
856                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
857                         page->objects, maxobj);
858                 return 0;
859         }
860         if (page->inuse > page->objects) {
861                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
862                         page->inuse, page->objects);
863                 return 0;
864         }
865         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
866         slab_pad_check(s, page);
867         return 1;
868 }
869
870 /*
871  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
872  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
873  */
874 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
875 {
876         int nr = 0;
877         void *fp;
878         void *object = NULL;
879         int max_objects;
880
881         fp = page->freelist;
882         while (fp && nr <= page->objects) {
883                 if (fp == search)
884                         return 1;
885                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
886                         if (object) {
887                                 object_err(s, page, object,
888                                         "Freechain corrupt");
889                                 set_freepointer(s, object, NULL);
890                         } else {
891                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
892                                 page->freelist = NULL;
893                                 page->inuse = page->objects;
894                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
895                                 return 0;
896                         }
897                         break;
898                 }
899                 object = fp;
900                 fp = get_freepointer(s, object);
901                 nr++;
902         }
903
904         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
905         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
906                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
907
908         if (page->objects != max_objects) {
909                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
910                         "should be %d", page->objects, max_objects);
911                 page->objects = max_objects;
912                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
913         }
914         if (page->inuse != page->objects - nr) {
915                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
916                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
917                 page->inuse = page->objects - nr;
918                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
919         }
920         return search == NULL;
921 }
922
923 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
924                                                                 int alloc)
925 {
926         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
927                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
928                         s->name,
929                         alloc ? "alloc" : "free",
930                         object, page->inuse,
931                         page->freelist);
932
933                 if (!alloc)
934                         print_section("Object ", (void *)object,
935                                         s->object_size);
936
937                 dump_stack();
938         }
939 }
940
941 /*
942  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
943  */
944 static void add_full(struct kmem_cache *s,
945         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
946 {
947         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
948                 return;
949
950         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
951         list_add(&page->lru, &n->full);
952 }
953
954 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
955 {
956         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
957                 return;
958
959         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
960         list_del(&page->lru);
961 }
962
963 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
964 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
965 {
966         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
967
968         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
969 }
970
971 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
972 {
973         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
974 }
975
976 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
977 {
978         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
979
980         /*
981          * May be called early in order to allocate a slab for the
982          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
983          * dilemma by deferring the increment of the count during
984          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
985          */
986         if (likely(n)) {
987                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
988                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
989         }
990 }
991 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
992 {
993         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
994
995         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
996         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
997 }
998
999 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1000 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1001                                                                 void *object)
1002 {
1003         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1004                 return;
1005
1006         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1007         init_tracking(s, object);
1008 }
1009
1010 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1011                                         struct page *page,
1012                                         void *object, unsigned long addr)
1013 {
1014         if (!check_slab(s, page))
1015                 goto bad;
1016
1017         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1018                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1019                 goto bad;
1020         }
1021
1022         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1023                 goto bad;
1024
1025         /* Success perform special debug activities for allocs */
1026         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1027                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1028         trace(s, page, object, 1);
1029         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1030         return 1;
1031
1032 bad:
1033         if (PageSlab(page)) {
1034                 /*
1035                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1036                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1037                  * as used avoids touching the remaining objects.
1038                  */
1039                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1040                 page->inuse = page->objects;
1041                 page->freelist = NULL;
1042         }
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1047 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1048         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1049         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1050         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1051 {
1052         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1053         void *object = head;
1054         int cnt = 0;
1055
1056         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1057         slab_lock(page);
1058
1059         if (!check_slab(s, page))
1060                 goto fail;
1061
1062 next_object:
1063         cnt++;
1064
1065         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1066                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1067                 goto fail;
1068         }
1069
1070         if (on_freelist(s, page, object)) {
1071                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1072                 goto fail;
1073         }
1074
1075         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1076                 goto out;
1077
1078         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1079                 if (!PageSlab(page)) {
1080                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1081                                 "outside of slab", object);
1082                 } else if (!page->slab_cache) {
1083                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1084                                object);
1085                         dump_stack();
1086                 } else
1087                         object_err(s, page, object,
1088                                         "page slab pointer corrupt.");
1089                 goto fail;
1090         }
1091
1092         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1093                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1094         trace(s, page, object, 0);
1095         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1096         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1097
1098         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1099         if (object != tail) {
1100                 object = get_freepointer(s, object);
1101                 goto next_object;
1102         }
1103 out:
1104         if (cnt != bulk_cnt)
1105                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1106                          bulk_cnt, cnt);
1107
1108         slab_unlock(page);
1109         /*
1110          * Keep node_lock to preserve integrity
1111          * until the object is actually freed
1112          */
1113         return n;
1114
1115 fail:
1116         slab_unlock(page);
1117         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1118         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1119         return NULL;
1120 }
1121
1122 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1123 {
1124         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1125         if (*str++ != '=' || !*str)
1126                 /*
1127                  * No options specified. Switch on full debugging.
1128                  */
1129                 goto out;
1130
1131         if (*str == ',')
1132                 /*
1133                  * No options but restriction on slabs. This means full
1134                  * debugging for slabs matching a pattern.
1135                  */
1136                 goto check_slabs;
1137
1138         slub_debug = 0;
1139         if (*str == '-')
1140                 /*
1141                  * Switch off all debugging measures.
1142                  */
1143                 goto out;
1144
1145         /*
1146          * Determine which debug features should be switched on
1147          */
1148         for (; *str && *str != ','; str++) {
1149                 switch (tolower(*str)) {
1150                 case 'f':
1151                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1152                         break;
1153                 case 'z':
1154                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1155                         break;
1156                 case 'p':
1157                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1158                         break;
1159                 case 'u':
1160                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1161                         break;
1162                 case 't':
1163                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1164                         break;
1165                 case 'a':
1166                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1167                         break;
1168                 case 'o':
1169                         /*
1170                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1171                          * order would increase as a result.
1172                          */
1173                         disable_higher_order_debug = 1;
1174                         break;
1175                 default:
1176                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1177                                *str);
1178                 }
1179         }
1180
1181 check_slabs:
1182         if (*str == ',')
1183                 slub_debug_slabs = str + 1;
1184 out:
1185         return 1;
1186 }
1187
1188 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1189
1190 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1191         unsigned long flags, const char *name,
1192         void (*ctor)(void *))
1193 {
1194         /*
1195          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1196          */
1197         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1198                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1199                 flags |= slub_debug;
1200
1201         return flags;
1202 }
1203 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1204 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1205                         struct page *page, void *object) {}
1206
1207 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1208         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1209
1210 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1211         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1212         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1213         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1214
1215 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1216                         { return 1; }
1217 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1218                         void *object, u8 val) { return 1; }
1219 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1220                                         struct page *page) {}
1221 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1222                                         struct page *page) {}
1223 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1224         unsigned long flags, const char *name,
1225         void (*ctor)(void *))
1226 {
1227         return flags;
1228 }
1229 #define slub_debug 0
1230
1231 #define disable_higher_order_debug 0
1232
1233 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1234                                                         { return 0; }
1235 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1236                                                         { return 0; }
1237 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1238                                                         int objects) {}
1239 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1240                                                         int objects) {}
1241
1242 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1243
1244 /*
1245  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1246  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1247  */
1248 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1249 {
1250         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1251         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1252 }
1253
1254 static inline void kfree_hook(const void *x)
1255 {
1256         kmemleak_free(x);
1257         kasan_kfree_large(x);
1258 }
1259
1260 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1261 {
1262         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1263
1264         /*
1265          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1266          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1267          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1268          */
1269 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1270         {
1271                 unsigned long flags;
1272
1273                 local_irq_save(flags);
1274                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1275                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1276                 local_irq_restore(flags);
1277         }
1278 #endif
1279         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1280                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1281
1282         kasan_slab_free(s, x);
1283 }
1284
1285 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1286                                            void *head, void *tail)
1287 {
1288 /*
1289  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1290  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1291  */
1292 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1293         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1294         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1295         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1296         defined(CONFIG_KASAN)
1297
1298         void *object = head;
1299         void *tail_obj = tail ? : head;
1300
1301         do {
1302                 slab_free_hook(s, object);
1303         } while ((object != tail_obj) &&
1304                  (object = get_freepointer(s, object)));
1305 #endif
1306 }
1307
1308 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1309                                 void *object)
1310 {
1311         setup_object_debug(s, page, object);
1312         if (unlikely(s->ctor)) {
1313                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1314                 s->ctor(object);
1315                 kasan_poison_object_data(s, object);
1316         }
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Slab allocation and freeing
1321  */
1322 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1323                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1324 {
1325         struct page *page;
1326         int order = oo_order(oo);
1327
1328         flags |= __GFP_NOTRACK;
1329
1330         if (node == NUMA_NO_NODE)
1331                 page = alloc_pages(flags, order);
1332         else
1333                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1334
1335         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1336                 __free_pages(page, order);
1337                 page = NULL;
1338         }
1339
1340         return page;
1341 }
1342
1343 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1344 {
1345         struct page *page;
1346         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1347         gfp_t alloc_gfp;
1348         void *start, *p;
1349         int idx, order;
1350
1351         flags &= gfp_allowed_mask;
1352
1353         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1354                 local_irq_enable();
1355
1356         flags |= s->allocflags;
1357
1358         /*
1359          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1360          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1361          */
1362         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1363         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1364                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1365
1366         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1367         if (unlikely(!page)) {
1368                 oo = s->min;
1369                 alloc_gfp = flags;
1370                 /*
1371                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1372                  * Try a lower order alloc if possible
1373                  */
1374                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1375                 if (unlikely(!page))
1376                         goto out;
1377                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1378         }
1379
1380         if (kmemcheck_enabled &&
1381             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1382                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1383
1384                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1385
1386                 /*
1387                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1388                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1389                  */
1390                 if (s->ctor)
1391                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1392                 else
1393                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1394         }
1395
1396         page->objects = oo_objects(oo);
1397
1398         order = compound_order(page);
1399         page->slab_cache = s;
1400         __SetPageSlab(page);
1401         if (page_is_pfmemalloc(page))
1402                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1403
1404         start = page_address(page);
1405
1406         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1407                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1408
1409         kasan_poison_slab(page);
1410
1411         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1412                 setup_object(s, page, p);
1413                 if (likely(idx < page->objects))
1414                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1415                 else
1416                         set_freepointer(s, p, NULL);
1417         }
1418
1419         page->freelist = start;
1420         page->inuse = page->objects;
1421         page->frozen = 1;
1422
1423 out:
1424         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1425                 local_irq_disable();
1426         if (!page)
1427                 return NULL;
1428
1429         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1430                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1431                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1432                 1 << oo_order(oo));
1433
1434         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1435
1436         return page;
1437 }
1438
1439 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1440 {
1441         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1442                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1443                 BUG();
1444         }
1445
1446         return allocate_slab(s,
1447                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1448 }
1449
1450 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1451 {
1452         int order = compound_order(page);
1453         int pages = 1 << order;
1454
1455         if (kmem_cache_debug(s)) {
1456                 void *p;
1457
1458                 slab_pad_check(s, page);
1459                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1460                                                 page->objects)
1461                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1462         }
1463
1464         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1465
1466         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1467                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1468                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1469                 -pages);
1470
1471         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1472         __ClearPageSlab(page);
1473
1474         page_mapcount_reset(page);
1475         if (current->reclaim_state)
1476                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1477         __free_kmem_pages(page, order);
1478 }
1479
1480 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1481         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1482
1483 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1484 {
1485         struct page *page;
1486
1487         if (need_reserve_slab_rcu)
1488                 page = virt_to_head_page(h);
1489         else
1490                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1491
1492         __free_slab(page->slab_cache, page);
1493 }
1494
1495 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1496 {
1497         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1498                 struct rcu_head *head;
1499
1500                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1501                         int order = compound_order(page);
1502                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1503
1504                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1505                         head = page_address(page) + offset;
1506                 } else {
1507                         head = &page->rcu_head;
1508                 }
1509
1510                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1511         } else
1512                 __free_slab(s, page);
1513 }
1514
1515 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1516 {
1517         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1518         free_slab(s, page);
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Management of partially allocated slabs.
1523  */
1524 static inline void
1525 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1526 {
1527         n->nr_partial++;
1528         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1529                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1530         else
1531                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1532 }
1533
1534 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1535                                 struct page *page, int tail)
1536 {
1537         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1538         __add_partial(n, page, tail);
1539 }
1540
1541 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1542                                         struct page *page)
1543 {
1544         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1545         list_del(&page->lru);
1546         n->nr_partial--;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1551  * return the pointer to the freelist.
1552  *
1553  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1554  */
1555 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1556                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1557                 int mode, int *objects)
1558 {
1559         void *freelist;
1560         unsigned long counters;
1561         struct page new;
1562
1563         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1564
1565         /*
1566          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1567          * The old freelist is the list of objects for the
1568          * per cpu allocation list.
1569          */
1570         freelist = page->freelist;
1571         counters = page->counters;
1572         new.counters = counters;
1573         *objects = new.objects - new.inuse;
1574         if (mode) {
1575                 new.inuse = page->objects;
1576                 new.freelist = NULL;
1577         } else {
1578                 new.freelist = freelist;
1579         }
1580
1581         VM_BUG_ON(new.frozen);
1582         new.frozen = 1;
1583
1584         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1585                         freelist, counters,
1586                         new.freelist, new.counters,
1587                         "acquire_slab"))
1588                 return NULL;
1589
1590         remove_partial(n, page);
1591         WARN_ON(!freelist);
1592         return freelist;
1593 }
1594
1595 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1596 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1597
1598 /*
1599  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1600  */
1601 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1602                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1603 {
1604         struct page *page, *page2;
1605         void *object = NULL;
1606         int available = 0;
1607         int objects;
1608
1609         /*
1610          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1611          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1612          * partial slab and there is none available then get_partials()
1613          * will return NULL.
1614          */
1615         if (!n || !n->nr_partial)
1616                 return NULL;
1617
1618         spin_lock(&n->list_lock);
1619         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1620                 void *t;
1621
1622                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1623                         continue;
1624
1625                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1626                 if (!t)
1627                         break;
1628
1629                 available += objects;
1630                 if (!object) {
1631                         c->page = page;
1632                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1633                         object = t;
1634                 } else {
1635                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1636                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1637                 }
1638                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1639                         || available > s->cpu_partial / 2)
1640                         break;
1641
1642         }
1643         spin_unlock(&n->list_lock);
1644         return object;
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1649  */
1650 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1651                 struct kmem_cache_cpu *c)
1652 {
1653 #ifdef CONFIG_NUMA
1654         struct zonelist *zonelist;
1655         struct zoneref *z;
1656         struct zone *zone;
1657         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1658         void *object;
1659         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1660
1661         /*
1662          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1663          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1664          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1665          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1666          *
1667          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1668          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1669          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1670          * from other nodes and filled up.
1671          *
1672          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1673          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1674          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1675          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1676          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1677          * with available objects.
1678          */
1679         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1680                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1681                 return NULL;
1682
1683         do {
1684                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1685                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1686                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1687                         struct kmem_cache_node *n;
1688
1689                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1690
1691                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1692                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1693                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1694                                 if (object) {
1695                                         /*
1696                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1697                                          * here - if mems_allowed was updated in
1698                                          * parallel, that was a harmless race
1699                                          * between allocation and the cpuset
1700                                          * update
1701                                          */
1702                                         return object;
1703                                 }
1704                         }
1705                 }
1706         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1707 #endif
1708         return NULL;
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Get a partial page, lock it and return it.
1713  */
1714 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1715                 struct kmem_cache_cpu *c)
1716 {
1717         void *object;
1718         int searchnode = node;
1719
1720         if (node == NUMA_NO_NODE)
1721                 searchnode = numa_mem_id();
1722         else if (!node_present_pages(node))
1723                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1724
1725         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1726         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1727                 return object;
1728
1729         return get_any_partial(s, flags, c);
1730 }
1731
1732 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1733 /*
1734  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1735  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1736  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1737  */
1738 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1739 #else
1740 /*
1741  * No preemption supported therefore also no need to check for
1742  * different cpus.
1743  */
1744 #define TID_STEP 1
1745 #endif
1746
1747 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1748 {
1749         return tid + TID_STEP;
1750 }
1751
1752 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1753 {
1754         return tid % TID_STEP;
1755 }
1756
1757 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1758 {
1759         return tid / TID_STEP;
1760 }
1761
1762 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1763 {
1764         return cpu;
1765 }
1766
1767 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1768                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1769 {
1770 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1771         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1772
1773         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1774
1775 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1776         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1777                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1778                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1779         else
1780 #endif
1781         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1782                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1783                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1784         else
1785                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1786                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1787 #endif
1788         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1789 }
1790
1791 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1792 {
1793         int cpu;
1794
1795         for_each_possible_cpu(cpu)
1796                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Remove the cpu slab
1801  */
1802 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1803                                 void *freelist)
1804 {
1805         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1806         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1807         int lock = 0;
1808         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1809         void *nextfree;
1810         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1811         struct page new;
1812         struct page old;
1813
1814         if (page->freelist) {
1815                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1816                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1817         }
1818
1819         /*
1820          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1821          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1822          * last one.
1823          *
1824          * There is no need to take the list->lock because the page
1825          * is still frozen.
1826          */
1827         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1828                 void *prior;
1829                 unsigned long counters;
1830
1831                 do {
1832                         prior = page->freelist;
1833                         counters = page->counters;
1834                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1835                         new.counters = counters;
1836                         new.inuse--;
1837                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1838
1839                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1840                         prior, counters,
1841                         freelist, new.counters,
1842                         "drain percpu freelist"));
1843
1844                 freelist = nextfree;
1845         }
1846
1847         /*
1848          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1849          * list presence reflects the actual number of objects
1850          * during unfreeze.
1851          *
1852          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1853          * with the count. If there is a mismatch then the page
1854          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1855          *
1856          * Then we restart the process which may have to remove
1857          * the page from the list that we just put it on again
1858          * because the number of objects in the slab may have
1859          * changed.
1860          */
1861 redo:
1862
1863         old.freelist = page->freelist;
1864         old.counters = page->counters;
1865         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1866
1867         /* Determine target state of the slab */
1868         new.counters = old.counters;
1869         if (freelist) {
1870                 new.inuse--;
1871                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1872                 new.freelist = freelist;
1873         } else
1874                 new.freelist = old.freelist;
1875
1876         new.frozen = 0;
1877
1878         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1879                 m = M_FREE;
1880         else if (new.freelist) {
1881                 m = M_PARTIAL;
1882                 if (!lock) {
1883                         lock = 1;
1884                         /*
1885                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1886                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1887                          * is frozen
1888                          */
1889                         spin_lock(&n->list_lock);
1890                 }
1891         } else {
1892                 m = M_FULL;
1893                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1894                         lock = 1;
1895                         /*
1896                          * This also ensures that the scanning of full
1897                          * slabs from diagnostic functions will not see
1898                          * any frozen slabs.
1899                          */
1900                         spin_lock(&n->list_lock);
1901                 }
1902         }
1903
1904         if (l != m) {
1905
1906                 if (l == M_PARTIAL)
1907
1908                         remove_partial(n, page);
1909
1910                 else if (l == M_FULL)
1911
1912                         remove_full(s, n, page);
1913
1914                 if (m == M_PARTIAL) {
1915
1916                         add_partial(n, page, tail);
1917                         stat(s, tail);
1918
1919                 } else if (m == M_FULL) {
1920
1921                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1922                         add_full(s, n, page);
1923
1924                 }
1925         }
1926
1927         l = m;
1928         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1929                                 old.freelist, old.counters,
1930                                 new.freelist, new.counters,
1931                                 "unfreezing slab"))
1932                 goto redo;
1933
1934         if (lock)
1935                 spin_unlock(&n->list_lock);
1936
1937         if (m == M_FREE) {
1938                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1939                 discard_slab(s, page);
1940                 stat(s, FREE_SLAB);
1941         }
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1946  *
1947  * This function must be called with interrupts disabled
1948  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1949  * to guarantee no concurrent accesses).
1950  */
1951 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1952                 struct kmem_cache_cpu *c)
1953 {
1954 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1955         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1956         struct page *page, *discard_page = NULL;
1957
1958         while ((page = c->partial)) {
1959                 struct page new;
1960                 struct page old;
1961
1962                 c->partial = page->next;
1963
1964                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1965                 if (n != n2) {
1966                         if (n)
1967                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1968
1969                         n = n2;
1970                         spin_lock(&n->list_lock);
1971                 }
1972
1973                 do {
1974
1975                         old.freelist = page->freelist;
1976                         old.counters = page->counters;
1977                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1978
1979                         new.counters = old.counters;
1980                         new.freelist = old.freelist;
1981
1982                         new.frozen = 0;
1983
1984                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1985                                 old.freelist, old.counters,
1986                                 new.freelist, new.counters,
1987                                 "unfreezing slab"));
1988
1989                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
1990                         page->next = discard_page;
1991                         discard_page = page;
1992                 } else {
1993                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1994                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1995                 }
1996         }
1997
1998         if (n)
1999                 spin_unlock(&n->list_lock);
2000
2001         while (discard_page) {
2002                 page = discard_page;
2003                 discard_page = discard_page->next;
2004
2005                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2006                 discard_slab(s, page);
2007                 stat(s, FREE_SLAB);
2008         }
2009 #endif
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2014  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2015  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2016  * onto a random cpus partial slot.
2017  *
2018  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2019  * per node partial list.
2020  */
2021 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2022 {
2023 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2024         struct page *oldpage;
2025         int pages;
2026         int pobjects;
2027
2028         preempt_disable();
2029         do {
2030                 pages = 0;
2031                 pobjects = 0;
2032                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2033
2034                 if (oldpage) {
2035                         pobjects = oldpage->pobjects;
2036                         pages = oldpage->pages;
2037                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2038                                 unsigned long flags;
2039                                 /*
2040                                  * partial array is full. Move the existing
2041                                  * set to the per node partial list.
2042                                  */
2043                                 local_irq_save(flags);
2044                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2045                                 local_irq_restore(flags);
2046                                 oldpage = NULL;
2047                                 pobjects = 0;
2048                                 pages = 0;
2049                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2050                         }
2051                 }
2052
2053                 pages++;
2054                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2055
2056                 page->pages = pages;
2057                 page->pobjects = pobjects;
2058                 page->next = oldpage;
2059
2060         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2061                                                                 != oldpage);
2062         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2063                 unsigned long flags;
2064
2065                 local_irq_save(flags);
2066                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2067                 local_irq_restore(flags);
2068         }
2069         preempt_enable();
2070 #endif
2071 }
2072
2073 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2074 {
2075         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2076         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2077
2078         c->tid = next_tid(c->tid);
2079         c->page = NULL;
2080         c->freelist = NULL;
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Flush cpu slab.
2085  *
2086  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2087  */
2088 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2089 {
2090         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2091
2092         if (likely(c)) {
2093                 if (c->page)
2094                         flush_slab(s, c);
2095
2096                 unfreeze_partials(s, c);
2097         }
2098 }
2099
2100 static void flush_cpu_slab(void *d)
2101 {
2102         struct kmem_cache *s = d;
2103
2104         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2105 }
2106
2107 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2108 {
2109         struct kmem_cache *s = info;
2110         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2111
2112         return c->page || c->partial;
2113 }
2114
2115 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2116 {
2117         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2122  * locality expectations.
2123  */
2124 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2125 {
2126 #ifdef CONFIG_NUMA
2127         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2128                 return 0;
2129 #endif
2130         return 1;
2131 }
2132
2133 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2134 static int count_free(struct page *page)
2135 {
2136         return page->objects - page->inuse;
2137 }
2138
2139 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2140 {
2141         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2142 }
2143 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2144
2145 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2146 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2147                                         int (*get_count)(struct page *))
2148 {
2149         unsigned long flags;
2150         unsigned long x = 0;
2151         struct page *page;
2152
2153         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2154         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2155                 x += get_count(page);
2156         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2157         return x;
2158 }
2159 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2160
2161 static noinline void
2162 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2163 {
2164 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2165         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2166                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2167         int node;
2168         struct kmem_cache_node *n;
2169
2170         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2171                 return;
2172
2173         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2174                 nid, gfpflags);
2175         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2176                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2177                 oo_order(s->min));
2178
2179         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2180                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2181                         s->name);
2182
2183         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2184                 unsigned long nr_slabs;
2185                 unsigned long nr_objs;
2186                 unsigned long nr_free;
2187
2188                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2189                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2190                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2191
2192                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2193                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2194         }
2195 #endif
2196 }
2197
2198 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2199                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2200 {
2201         void *freelist;
2202         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2203         struct page *page;
2204
2205         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2206
2207         if (freelist)
2208                 return freelist;
2209
2210         page = new_slab(s, flags, node);
2211         if (page) {
2212                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2213                 if (c->page)
2214                         flush_slab(s, c);
2215
2216                 /*
2217                  * No other reference to the page yet so we can
2218                  * muck around with it freely without cmpxchg
2219                  */
2220                 freelist = page->freelist;
2221                 page->freelist = NULL;
2222
2223                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2224                 c->page = page;
2225                 *pc = c;
2226         } else
2227                 freelist = NULL;
2228
2229         return freelist;
2230 }
2231
2232 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2233 {
2234         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2235                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2236
2237         return true;
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2242  * per cpu freelist or deactivate the page.
2243  *
2244  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2245  *
2246  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2247  *
2248  * This function must be called with interrupt disabled.
2249  */
2250 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2251 {
2252         struct page new;
2253         unsigned long counters;
2254         void *freelist;
2255
2256         do {
2257                 freelist = page->freelist;
2258                 counters = page->counters;
2259
2260                 new.counters = counters;
2261                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2262
2263                 new.inuse = page->objects;
2264                 new.frozen = freelist != NULL;
2265
2266         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2267                 freelist, counters,
2268                 NULL, new.counters,
2269                 "get_freelist"));
2270
2271         return freelist;
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2276  * debugging duties.
2277  *
2278  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2279  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2280  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2281  *
2282  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2283  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2284  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2285  *
2286  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2287  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2288  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2289  *
2290  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2291  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2292  */
2293 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2294                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2295 {
2296         void *freelist;
2297         struct page *page;
2298
2299         page = c->page;
2300         if (!page)
2301                 goto new_slab;
2302 redo:
2303
2304         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2305                 int searchnode = node;
2306
2307                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2308                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2309
2310                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2311                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2312                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2313                         c->page = NULL;
2314                         c->freelist = NULL;
2315                         goto new_slab;
2316                 }
2317         }
2318
2319         /*
2320          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2321          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2322          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2323          */
2324         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2325                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2326                 c->page = NULL;
2327                 c->freelist = NULL;
2328                 goto new_slab;
2329         }
2330
2331         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2332         freelist = c->freelist;
2333         if (freelist)
2334                 goto load_freelist;
2335
2336         freelist = get_freelist(s, page);
2337
2338         if (!freelist) {
2339                 c->page = NULL;
2340                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2341                 goto new_slab;
2342         }
2343
2344         stat(s, ALLOC_REFILL);
2345
2346 load_freelist:
2347         /*
2348          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2349          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2350          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2351          */
2352         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2353         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2354         c->tid = next_tid(c->tid);
2355         return freelist;
2356
2357 new_slab:
2358
2359         if (c->partial) {
2360                 page = c->page = c->partial;
2361                 c->partial = page->next;
2362                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2363                 c->freelist = NULL;
2364                 goto redo;
2365         }
2366
2367         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2368
2369         if (unlikely(!freelist)) {
2370                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2371                 return NULL;
2372         }
2373
2374         page = c->page;
2375         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2376                 goto load_freelist;
2377
2378         /* Only entered in the debug case */
2379         if (kmem_cache_debug(s) &&
2380                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2381                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2382
2383         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2384         c->page = NULL;
2385         c->freelist = NULL;
2386         return freelist;
2387 }
2388
2389 /*
2390  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2391  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2392  */
2393 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2394                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2395 {
2396         void *p;
2397         unsigned long flags;
2398
2399         local_irq_save(flags);
2400 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2401         /*
2402          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2403          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2404          * pointer.
2405          */
2406         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2407 #endif
2408
2409         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2410         local_irq_restore(flags);
2411         return p;
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2416  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2417  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2418  *
2419  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2420  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2421  *
2422  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2423  */
2424 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2425                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2426 {
2427         void *object;
2428         struct kmem_cache_cpu *c;
2429         struct page *page;
2430         unsigned long tid;
2431
2432         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2433         if (!s)
2434                 return NULL;
2435 redo:
2436         /*
2437          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2438          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2439          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2440          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2441          *
2442          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2443          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2444          * to check if it is matched or not.
2445          */
2446         do {
2447                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2448                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2449         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2450                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2451
2452         /*
2453          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2454          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2455          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2456          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2457          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2458          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2459          */
2460         barrier();
2461
2462         /*
2463          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2464          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2465          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2466          * linked list in between.
2467          */
2468
2469         object = c->freelist;
2470         page = c->page;
2471         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2472                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2473                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2474         } else {
2475                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2476
2477                 /*
2478                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2479                  * operation and if we are on the right processor.
2480                  *
2481                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2482                  * semantics!)
2483                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2484                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2485                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2486                  *
2487                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2488                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2489                  * other cpus.
2490                  */
2491                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2492                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2493                                 object, tid,
2494                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2495
2496                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2497                         goto redo;
2498                 }
2499                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2500                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2501         }
2502
2503         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2504                 memset(object, 0, s->object_size);
2505
2506         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2507
2508         return object;
2509 }
2510
2511 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2512                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2513 {
2514         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2515 }
2516
2517 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2518 {
2519         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2520
2521         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2522                                 s->size, gfpflags);
2523
2524         return ret;
2525 }
2526 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2527
2528 #ifdef CONFIG_TRACING
2529 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2530 {
2531         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2532         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2533         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2534         return ret;
2535 }
2536 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2537 #endif
2538
2539 #ifdef CONFIG_NUMA
2540 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2541 {
2542         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2543
2544         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2545                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2546
2547         return ret;
2548 }
2549 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2550
2551 #ifdef CONFIG_TRACING
2552 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2553                                     gfp_t gfpflags,
2554                                     int node, size_t size)
2555 {
2556         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2557
2558         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2559                            size, s->size, gfpflags, node);
2560
2561         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2562         return ret;
2563 }
2564 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2565 #endif
2566 #endif
2567
2568 /*
2569  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2570  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2571  *
2572  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2573  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2574  * handling required then we can return immediately.
2575  */
2576 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2577                         void *head, void *tail, int cnt,
2578                         unsigned long addr)
2579
2580 {
2581         void *prior;
2582         int was_frozen;
2583         struct page new;
2584         unsigned long counters;
2585         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2586         unsigned long uninitialized_var(flags);
2587
2588         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2589
2590         if (kmem_cache_debug(s) &&
2591             !(n = free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt,
2592                                         addr, &flags)))
2593                 return;
2594
2595         do {
2596                 if (unlikely(n)) {
2597                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2598                         n = NULL;
2599                 }
2600                 prior = page->freelist;
2601                 counters = page->counters;
2602                 set_freepointer(s, tail, prior);
2603                 new.counters = counters;
2604                 was_frozen = new.frozen;
2605                 new.inuse -= cnt;
2606                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2607
2608                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2609
2610                                 /*
2611                                  * Slab was on no list before and will be
2612                                  * partially empty
2613                                  * We can defer the list move and instead
2614                                  * freeze it.
2615                                  */
2616                                 new.frozen = 1;
2617
2618                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2619
2620                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2621                                 /*
2622                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2623                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2624                                  * drop the list_lock without any processing.
2625                                  *
2626                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2627                                  * other processors updating the list of slabs.
2628                                  */
2629                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2630
2631                         }
2632                 }
2633
2634         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2635                 prior, counters,
2636                 head, new.counters,
2637                 "__slab_free"));
2638
2639         if (likely(!n)) {
2640
2641                 /*
2642                  * If we just froze the page then put it onto the
2643                  * per cpu partial list.
2644                  */
2645                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2646                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2647                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2648                 }
2649                 /*
2650                  * The list lock was not taken therefore no list
2651                  * activity can be necessary.
2652                  */
2653                 if (was_frozen)
2654                         stat(s, FREE_FROZEN);
2655                 return;
2656         }
2657
2658         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2659                 goto slab_empty;
2660
2661         /*
2662          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2663          * then add it.
2664          */
2665         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2666                 if (kmem_cache_debug(s))
2667                         remove_full(s, n, page);
2668                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2669                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2670         }
2671         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2672         return;
2673
2674 slab_empty:
2675         if (prior) {
2676                 /*
2677                  * Slab on the partial list.
2678                  */
2679                 remove_partial(n, page);
2680                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2681         } else {
2682                 /* Slab must be on the full list */
2683                 remove_full(s, n, page);
2684         }
2685
2686         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2687         stat(s, FREE_SLAB);
2688         discard_slab(s, page);
2689 }
2690
2691 /*
2692  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2693  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2694  *
2695  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2696  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2697  * the item before.
2698  *
2699  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2700  * with all sorts of special processing.
2701  *
2702  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2703  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2704  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2705  */
2706 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2707                                       void *head, void *tail, int cnt,
2708                                       unsigned long addr)
2709 {
2710         void *tail_obj = tail ? : head;
2711         struct kmem_cache_cpu *c;
2712         unsigned long tid;
2713
2714         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2715
2716 redo:
2717         /*
2718          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2719          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2720          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2721          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2722          */
2723         do {
2724                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2725                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2726         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2727                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2728
2729         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2730         barrier();
2731
2732         if (likely(page == c->page)) {
2733                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2734
2735                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2736                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2737                                 c->freelist, tid,
2738                                 head, next_tid(tid)))) {
2739
2740                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2741                         goto redo;
2742                 }
2743                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2744         } else
2745                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2746
2747 }
2748
2749 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2750 {
2751         s = cache_from_obj(s, x);
2752         if (!s)
2753                 return;
2754         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2755         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2756 }
2757 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2758
2759 struct detached_freelist {
2760         struct page *page;
2761         void *tail;
2762         void *freelist;
2763         int cnt;
2764         struct kmem_cache *s;
2765 };
2766
2767 /*
2768  * This function progressively scans the array with free objects (with
2769  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2770  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2771  * page/objects.  This can happen without any need for
2772  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2773  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2774  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2775  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2776  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2777  * to performance reasons.
2778  */
2779 static inline
2780 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2781                             void **p, struct detached_freelist *df)
2782 {
2783         size_t first_skipped_index = 0;
2784         int lookahead = 3;
2785         void *object;
2786         struct page *page;
2787
2788         /* Always re-init detached_freelist */
2789         df->page = NULL;
2790
2791         do {
2792                 object = p[--size];
2793                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
2794         } while (!object && size);
2795
2796         if (!object)
2797                 return 0;
2798
2799         page = virt_to_head_page(object);
2800         if (!s) {
2801                 /* Handle kalloc'ed objects */
2802                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2803                         BUG_ON(!PageCompound(page));
2804                         kfree_hook(object);
2805                         __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
2806                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2807                         return size;
2808                 }
2809                 /* Derive kmem_cache from object */
2810                 df->s = page->slab_cache;
2811         } else {
2812                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
2813         }
2814
2815         /* Start new detached freelist */
2816         df->page = page;
2817         set_freepointer(df->s, object, NULL);
2818         df->tail = object;
2819         df->freelist = object;
2820         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2821         df->cnt = 1;
2822
2823         while (size) {
2824                 object = p[--size];
2825                 if (!object)
2826                         continue; /* Skip processed objects */
2827
2828                 /* df->page is always set at this point */
2829                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
2830                         /* Opportunity build freelist */
2831                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
2832                         df->freelist = object;
2833                         df->cnt++;
2834                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2835
2836                         continue;
2837                 }
2838
2839                 /* Limit look ahead search */
2840                 if (!--lookahead)
2841                         break;
2842
2843                 if (!first_skipped_index)
2844                         first_skipped_index = size + 1;
2845         }
2846
2847         return first_skipped_index;
2848 }
2849
2850 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2851 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2852 {
2853         if (WARN_ON(!size))
2854                 return;
2855
2856         do {
2857                 struct detached_freelist df;
2858
2859                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
2860                 if (unlikely(!df.page))
2861                         continue;
2862
2863                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
2864         } while (likely(size));
2865 }
2866 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2867
2868 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2869 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2870                           void **p)
2871 {
2872         struct kmem_cache_cpu *c;
2873         int i;
2874
2875         /* memcg and kmem_cache debug support */
2876         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2877         if (unlikely(!s))
2878                 return false;
2879         /*
2880          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2881          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2882          * handlers invoking normal fastpath.
2883          */
2884         local_irq_disable();
2885         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2886
2887         for (i = 0; i < size; i++) {
2888                 void *object = c->freelist;
2889
2890                 if (unlikely(!object)) {
2891                         /*
2892                          * Invoking slow path likely have side-effect
2893                          * of re-populating per CPU c->freelist
2894                          */
2895                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2896                                             _RET_IP_, c);
2897                         if (unlikely(!p[i]))
2898                                 goto error;
2899
2900                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2901                         continue; /* goto for-loop */
2902                 }
2903                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2904                 p[i] = object;
2905         }
2906         c->tid = next_tid(c->tid);
2907         local_irq_enable();
2908
2909         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2910         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2911                 int j;
2912
2913                 for (j = 0; j < i; j++)
2914                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2915         }
2916
2917         /* memcg and kmem_cache debug support */
2918         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
2919         return i;
2920 error:
2921         local_irq_enable();
2922         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
2923         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2924         return 0;
2925 }
2926 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2927
2928
2929 /*
2930  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2931  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2932  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2933  * another.
2934  *
2935  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2936  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2937  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2938  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2939  * locking overhead.
2940  */
2941
2942 /*
2943  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2944  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2945  * and increases the number of allocations possible without having to
2946  * take the list_lock.
2947  */
2948 static int slub_min_order;
2949 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2950 static int slub_min_objects;
2951
2952 /*
2953  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2954  *
2955  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2956  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2957  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2958  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2959  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2960  * would be wasted.
2961  *
2962  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2963  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2964  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2965  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2966  *
2967  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2968  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2969  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2970  * of space in favor of a small page order.
2971  *
2972  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2973  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2974  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2975  * the smallest order which will fit the object.
2976  */
2977 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2978                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2979 {
2980         int order;
2981         int rem;
2982         int min_order = slub_min_order;
2983
2984         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2985                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2986
2987         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
2988                         order <= max_order; order++) {
2989
2990                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2991
2992                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2993
2994                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2995                         break;
2996         }
2997
2998         return order;
2999 }
3000
3001 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3002 {
3003         int order;
3004         int min_objects;
3005         int fraction;
3006         int max_objects;
3007
3008         /*
3009          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3010          * works by first attempting to generate a layout with
3011          * the best configuration and backing off gradually.
3012          *
3013          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3014          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3015          */
3016         min_objects = slub_min_objects;
3017         if (!min_objects)
3018                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3019         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3020         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3021
3022         while (min_objects > 1) {
3023                 fraction = 16;
3024                 while (fraction >= 4) {
3025                         order = slab_order(size, min_objects,
3026                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3027                         if (order <= slub_max_order)
3028                                 return order;
3029                         fraction /= 2;
3030                 }
3031                 min_objects--;
3032         }
3033
3034         /*
3035          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3036          * lets see if we can place a single object there.
3037          */
3038         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3039         if (order <= slub_max_order)
3040                 return order;
3041
3042         /*
3043          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3044          */
3045         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3046         if (order < MAX_ORDER)
3047                 return order;
3048         return -ENOSYS;
3049 }
3050
3051 static void
3052 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3053 {
3054         n->nr_partial = 0;
3055         spin_lock_init(&n->list_lock);
3056         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3057 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3058         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3059         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3060         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3061 #endif
3062 }
3063
3064 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3065 {
3066         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3067                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3068
3069         /*
3070          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3071          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3072          */
3073         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3074                                      2 * sizeof(void *));
3075
3076         if (!s->cpu_slab)
3077                 return 0;
3078
3079         init_kmem_cache_cpus(s);
3080
3081         return 1;
3082 }
3083
3084 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3085
3086 /*
3087  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3088  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3089  * possible.
3090  *
3091  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3092  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3093  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3094  */
3095 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3096 {
3097         struct page *page;
3098         struct kmem_cache_node *n;
3099
3100         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3101
3102         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3103
3104         BUG_ON(!page);
3105         if (page_to_nid(page) != node) {
3106                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3107                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3108         }
3109
3110         n = page->freelist;
3111         BUG_ON(!n);
3112         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3113         page->inuse = 1;
3114         page->frozen = 0;
3115         kmem_cache_node->node[node] = n;
3116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3117         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3118         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3119 #endif
3120         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3121         init_kmem_cache_node(n);
3122         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3123
3124         /*
3125          * No locks need to be taken here as it has just been
3126          * initialized and there is no concurrent access.
3127          */
3128         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3129 }
3130
3131 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3132 {
3133         int node;
3134         struct kmem_cache_node *n;
3135
3136         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3137                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3138                 s->node[node] = NULL;
3139         }
3140 }
3141
3142 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3143 {
3144         free_percpu(s->cpu_slab);
3145         free_kmem_cache_nodes(s);
3146 }
3147
3148 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3149 {
3150         int node;
3151
3152         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3153                 struct kmem_cache_node *n;
3154
3155                 if (slab_state == DOWN) {
3156                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3157                         continue;
3158                 }
3159                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3160                                                 GFP_KERNEL, node);
3161
3162                 if (!n) {
3163                         free_kmem_cache_nodes(s);
3164                         return 0;
3165                 }
3166
3167                 s->node[node] = n;
3168                 init_kmem_cache_node(n);
3169         }
3170         return 1;
3171 }
3172
3173 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3174 {
3175         if (min < MIN_PARTIAL)
3176                 min = MIN_PARTIAL;
3177         else if (min > MAX_PARTIAL)
3178                 min = MAX_PARTIAL;
3179         s->min_partial = min;
3180 }
3181
3182 /*
3183  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3184  * a slab object.
3185  */
3186 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3187 {
3188         unsigned long flags = s->flags;
3189         unsigned long size = s->object_size;
3190         int order;
3191
3192         /*
3193          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3194          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3195          * the possible location of the free pointer.
3196          */
3197         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3198
3199 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3200         /*
3201          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3202          * the slab may touch the object after free or before allocation
3203          * then we should never poison the object itself.
3204          */
3205         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3206                         !s->ctor)
3207                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3208         else
3209                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3210
3211
3212         /*
3213          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3214          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3215          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3216          */
3217         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3218                 size += sizeof(void *);
3219 #endif
3220
3221         /*
3222          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3223          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3224          */
3225         s->inuse = size;
3226
3227         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3228                 s->ctor)) {
3229                 /*
3230                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3231                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3232                  * kmem_cache_free.
3233                  *
3234                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3235                  * destructor or are poisoning the objects.
3236                  */
3237                 s->offset = size;
3238                 size += sizeof(void *);
3239         }
3240
3241 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3242         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3243                 /*
3244                  * Need to store information about allocs and frees after
3245                  * the object.
3246                  */
3247                 size += 2 * sizeof(struct track);
3248
3249         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3250                 /*
3251                  * Add some empty padding so that we can catch
3252                  * overwrites from earlier objects rather than let
3253                  * tracking information or the free pointer be
3254                  * corrupted if a user writes before the start
3255                  * of the object.
3256                  */
3257                 size += sizeof(void *);
3258 #endif
3259
3260         /*
3261          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3262          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3263          * each object to conform to the alignment.
3264          */
3265         size = ALIGN(size, s->align);
3266         s->size = size;
3267         if (forced_order >= 0)
3268                 order = forced_order;
3269         else
3270                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3271
3272         if (order < 0)
3273                 return 0;
3274
3275         s->allocflags = 0;
3276         if (order)
3277                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3278
3279         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3280                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3281
3282         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3283                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3284
3285         /*
3286          * Determine the number of objects per slab
3287          */
3288         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3289         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3290         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3291                 s->max = s->oo;
3292
3293         return !!oo_objects(s->oo);
3294 }
3295
3296 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3297 {
3298         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3299         s->reserved = 0;
3300
3301         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3302                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3303
3304         if (!calculate_sizes(s, -1))
3305                 goto error;
3306         if (disable_higher_order_debug) {
3307                 /*
3308                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3309                  * order increased.
3310                  */
3311                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3312                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3313                         s->offset = 0;
3314                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3315                                 goto error;
3316                 }
3317         }
3318
3319 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3320     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3321         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3322                 /* Enable fast mode */
3323                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3324 #endif
3325
3326         /*
3327          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3328          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3329          */
3330         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3331
3332         /*
3333          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3334          * per cpu partial lists of a processor.
3335          *
3336          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3337          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3338          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3339          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3340          *
3341          * This setting also determines
3342          *
3343          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3344          *    per node list when we reach the limit.
3345          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3346          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3347          *    50% to keep some capacity around for frees.
3348          */
3349         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3350                 s->cpu_partial = 0;
3351         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3352                 s->cpu_partial = 2;
3353         else if (s->size >= 1024)
3354                 s->cpu_partial = 6;
3355         else if (s->size >= 256)
3356                 s->cpu_partial = 13;
3357         else
3358                 s->cpu_partial = 30;
3359
3360 #ifdef CONFIG_NUMA
3361         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3362 #endif
3363         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3364                 goto error;
3365
3366         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3367                 return 0;
3368
3369         free_kmem_cache_nodes(s);
3370 error:
3371         if (flags & SLAB_PANIC)
3372                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3373                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3374                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3375                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3376         return -EINVAL;
3377 }
3378
3379 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3380                                                         const char *text)
3381 {
3382 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3383         void *addr = page_address(page);
3384         void *p;
3385         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3386                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3387         if (!map)
3388                 return;
3389         slab_err(s, page, text, s->name);
3390         slab_lock(page);
3391
3392         get_map(s, page, map);
3393         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3394
3395                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3396                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3397                         print_tracking(s, p);
3398                 }
3399         }
3400         slab_unlock(page);
3401         kfree(map);
3402 #endif
3403 }
3404
3405 /*
3406  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3407  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3408  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3409  */
3410 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3411 {
3412         struct page *page, *h;
3413
3414         BUG_ON(irqs_disabled());
3415         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3416         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3417                 if (!page->inuse) {
3418                         remove_partial(n, page);
3419                         discard_slab(s, page);
3420                 } else {
3421                         list_slab_objects(s, page,
3422                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3423                 }
3424         }
3425         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3426 }
3427
3428 /*
3429  * Release all resources used by a slab cache.
3430  */
3431 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3432 {
3433         int node;
3434         struct kmem_cache_node *n;
3435
3436         flush_all(s);
3437         /* Attempt to free all objects */
3438         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3439                 free_partial(s, n);
3440                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3441                         return 1;
3442         }
3443         return 0;
3444 }
3445
3446 /********************************************************************
3447  *              Kmalloc subsystem
3448  *******************************************************************/
3449
3450 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3451 {
3452         get_option(&str, &slub_min_order);
3453
3454         return 1;
3455 }
3456
3457 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3458
3459 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3460 {
3461         get_option(&str, &slub_max_order);
3462         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3463
3464         return 1;
3465 }
3466
3467 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3468
3469 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3470 {
3471         get_option(&str, &slub_min_objects);
3472
3473         return 1;
3474 }
3475
3476 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3477
3478 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3479 {
3480         struct kmem_cache *s;
3481         void *ret;
3482
3483         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3484                 return kmalloc_large(size, flags);
3485
3486         s = kmalloc_slab(size, flags);
3487
3488         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3489                 return s;
3490
3491         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3492
3493         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3494
3495         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3496
3497         return ret;
3498 }
3499 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3500
3501 #ifdef CONFIG_NUMA
3502 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3503 {
3504         struct page *page;
3505         void *ptr = NULL;
3506
3507         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3508         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3509         if (page)
3510                 ptr = page_address(page);
3511
3512         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3513         return ptr;
3514 }
3515
3516 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3517 {
3518         struct kmem_cache *s;
3519         void *ret;
3520
3521         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3522                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3523
3524                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3525                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3526                                    flags, node);
3527
3528                 return ret;
3529         }
3530
3531         s = kmalloc_slab(size, flags);
3532
3533         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3534                 return s;
3535
3536         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3537
3538         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3539
3540         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3541
3542         return ret;
3543 }
3544 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3545 #endif
3546
3547 static size_t __ksize(const void *object)
3548 {
3549         struct page *page;
3550
3551         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3552                 return 0;
3553
3554         page = virt_to_head_page(object);
3555
3556         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3557                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3558                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3559         }
3560
3561         return slab_ksize(page->slab_cache);
3562 }
3563
3564 size_t ksize(const void *object)
3565 {
3566         size_t size = __ksize(object);
3567         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3568            so we need unpoison this area. */
3569         kasan_krealloc(object, size);
3570         return size;
3571 }
3572 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3573
3574 void kfree(const void *x)
3575 {
3576         struct page *page;
3577         void *object = (void *)x;
3578
3579         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3580
3581         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3582                 return;
3583
3584         page = virt_to_head_page(x);
3585         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3586                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3587                 kfree_hook(x);
3588                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3589                 return;
3590         }
3591         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3592 }
3593 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3594
3595 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3596
3597 /*
3598  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3599  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3600  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3601  *
3602  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3603  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3604  * are freed in them.
3605  */
3606 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3607 {
3608         int node;
3609         int i;
3610         struct kmem_cache_node *n;
3611         struct page *page;
3612         struct page *t;
3613         struct list_head discard;
3614         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3615         unsigned long flags;
3616         int ret = 0;
3617
3618         if (deactivate) {
3619                 /*
3620                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3621                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3622                  */
3623                 s->cpu_partial = 0;
3624                 s->min_partial = 0;
3625
3626                 /*
3627                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3628                  * so we have to make sure the change is visible.
3629                  */
3630                 kick_all_cpus_sync();
3631         }
3632
3633         flush_all(s);
3634         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3635                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3636                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3637                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3638
3639                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3640
3641                 /*
3642                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3643                  *
3644                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3645                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3646                  */
3647                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3648                         int free = page->objects - page->inuse;
3649
3650                         /* Do not reread page->inuse */
3651                         barrier();
3652
3653                         /* We do not keep full slabs on the list */
3654                         BUG_ON(free <= 0);
3655
3656                         if (free == page->objects) {
3657                                 list_move(&page->lru, &discard);
3658                                 n->nr_partial--;
3659                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3660                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3661                 }
3662
3663                 /*
3664                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3665                  * partial list.
3666                  */
3667                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3668                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3669
3670                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3671
3672                 /* Release empty slabs */
3673                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3674                         discard_slab(s, page);
3675
3676                 if (slabs_node(s, node))
3677                         ret = 1;
3678         }
3679
3680         return ret;
3681 }
3682
3683 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3684 {
3685         struct kmem_cache *s;
3686
3687         mutex_lock(&slab_mutex);
3688         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3689                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3690         mutex_unlock(&slab_mutex);
3691
3692         return 0;
3693 }
3694
3695 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3696 {
3697         struct kmem_cache_node *n;
3698         struct kmem_cache *s;
3699         struct memory_notify *marg = arg;
3700         int offline_node;
3701
3702         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3703
3704         /*
3705          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3706          * for it yet.
3707          */
3708         if (offline_node < 0)
3709                 return;
3710
3711         mutex_lock(&slab_mutex);
3712         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3713                 n = get_node(s, offline_node);
3714                 if (n) {
3715                         /*
3716                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3717                          * that is going down. We were unable to free them,
3718                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3719                          * callback. So, we must fail.
3720                          */
3721                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3722
3723                         s->node[offline_node] = NULL;
3724                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3725                 }
3726         }
3727         mutex_unlock(&slab_mutex);
3728 }
3729
3730 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3731 {
3732         struct kmem_cache_node *n;
3733         struct kmem_cache *s;
3734         struct memory_notify *marg = arg;
3735         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3736         int ret = 0;
3737
3738         /*
3739          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3740          * already created. Nothing to do.
3741          */
3742         if (nid < 0)
3743                 return 0;
3744
3745         /*
3746          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3747          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3748          * online.
3749          */
3750         mutex_lock(&slab_mutex);
3751         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3752                 /*
3753                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3754                  *      since memory is not yet available from the node that
3755                  *      is brought up.
3756                  */
3757                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3758                 if (!n) {
3759                         ret = -ENOMEM;
3760                         goto out;
3761                 }
3762                 init_kmem_cache_node(n);
3763                 s->node[nid] = n;
3764         }
3765 out:
3766         mutex_unlock(&slab_mutex);
3767         return ret;
3768 }
3769
3770 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3771                                 unsigned long action, void *arg)
3772 {
3773         int ret = 0;
3774
3775         switch (action) {
3776         case MEM_GOING_ONLINE:
3777                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3778                 break;
3779         case MEM_GOING_OFFLINE:
3780                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3781                 break;
3782         case MEM_OFFLINE:
3783         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3784                 slab_mem_offline_callback(arg);
3785                 break;
3786         case MEM_ONLINE:
3787         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3788                 break;
3789         }
3790         if (ret)
3791                 ret = notifier_from_errno(ret);
3792         else
3793                 ret = NOTIFY_OK;
3794         return ret;
3795 }
3796
3797 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3798         .notifier_call = slab_memory_callback,
3799         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3800 };
3801
3802 /********************************************************************
3803  *                      Basic setup of slabs
3804  *******************************************************************/
3805
3806 /*
3807  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3808  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3809  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3810  */
3811
3812 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3813 {
3814         int node;
3815         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3816         struct kmem_cache_node *n;
3817
3818         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3819
3820         /*
3821          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3822          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3823          * IPIs around.
3824          */
3825         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3826         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3827                 struct page *p;
3828
3829                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3830                         p->slab_cache = s;
3831
3832 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3833                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3834                         p->slab_cache = s;
3835 #endif
3836         }
3837         slab_init_memcg_params(s);
3838         list_add(&s->list, &slab_caches);
3839         return s;
3840 }
3841
3842 void __init kmem_cache_init(void)
3843 {
3844         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3845                 boot_kmem_cache_node;
3846
3847         if (debug_guardpage_minorder())
3848                 slub_max_order = 0;
3849
3850         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3851         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3852
3853         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3854                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3855
3856         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3857
3858         /* Able to allocate the per node structures */
3859         slab_state = PARTIAL;
3860
3861         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3862                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3863                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3864                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3865
3866         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3867
3868         /*
3869          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3870          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3871          * update any list pointers.
3872          */
3873         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3874
3875         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3876         setup_kmalloc_cache_index_table();
3877         create_kmalloc_caches(0);
3878
3879 #ifdef CONFIG_SMP
3880         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3881 #endif
3882
3883         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3884                 cache_line_size(),
3885                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3886                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3887 }
3888
3889 void __init kmem_cache_init_late(void)
3890 {
3891 }
3892
3893 struct kmem_cache *
3894 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3895                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3896 {
3897         struct kmem_cache *s, *c;
3898
3899         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3900         if (s) {
3901                 s->refcount++;
3902
3903                 /*
3904                  * Adjust the object sizes so that we clear
3905                  * the complete object on kzalloc.
3906                  */
3907                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3908                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3909
3910                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3911                         c->object_size = s->object_size;
3912                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3913                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3914                 }
3915
3916                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3917                         s->refcount--;
3918                         s = NULL;
3919                 }
3920         }
3921
3922         return s;
3923 }
3924
3925 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3926 {
3927         int err;
3928
3929         err = kmem_cache_open(s, flags);
3930         if (err)
3931                 return err;
3932
3933         /* Mutex is not taken during early boot */
3934         if (slab_state <= UP)
3935                 return 0;
3936
3937         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3938         err = sysfs_slab_add(s);
3939         if (err)
3940                 __kmem_cache_release(s);
3941
3942         return err;
3943 }
3944
3945 #ifdef CONFIG_SMP
3946 /*
3947  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3948  * necessary.
3949  */
3950 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3951                 unsigned long action, void *hcpu)
3952 {
3953         long cpu = (long)hcpu;
3954         struct kmem_cache *s;
3955         unsigned long flags;
3956
3957         switch (action) {
3958         case CPU_UP_CANCELED:
3959         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3960         case CPU_DEAD:
3961         case CPU_DEAD_FROZEN:
3962                 mutex_lock(&slab_mutex);
3963                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3964                         local_irq_save(flags);
3965                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3966                         local_irq_restore(flags);
3967                 }
3968                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3969                 break;
3970         default:
3971                 break;
3972         }
3973         return NOTIFY_OK;
3974 }
3975
3976 static struct notifier_block slab_notifier = {
3977         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3978 };
3979
3980 #endif
3981
3982 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3983 {
3984         struct kmem_cache *s;
3985         void *ret;
3986
3987         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3988                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3989
3990         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3991
3992         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3993                 return s;
3994
3995         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3996
3997         /* Honor the call site pointer we received. */
3998         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3999
4000         return ret;
4001 }
4002
4003 #ifdef CONFIG_NUMA
4004 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4005                                         int node, unsigned long caller)
4006 {
4007         struct kmem_cache *s;
4008         void *ret;
4009
4010         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4011                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4012
4013                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4014                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4015                                    gfpflags, node);
4016
4017                 return ret;
4018         }
4019
4020         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4021
4022         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4023                 return s;
4024
4025         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4026
4027         /* Honor the call site pointer we received. */
4028         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4029
4030         return ret;
4031 }
4032 #endif
4033
4034 #ifdef CONFIG_SYSFS
4035 static int count_inuse(struct page *page)
4036 {
4037         return page->inuse;
4038 }
4039
4040 static int count_total(struct page *page)
4041 {
4042         return page->objects;
4043 }
4044 #endif
4045
4046 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4047 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4048                                                 unsigned long *map)
4049 {
4050         void *p;
4051         void *addr = page_address(page);
4052
4053         if (!check_slab(s, page) ||
4054                         !on_freelist(s, page, NULL))
4055                 return 0;
4056
4057         /* Now we know that a valid freelist exists */
4058         bitmap_zero(map, page->objects);
4059
4060         get_map(s, page, map);
4061         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4062                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4063                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4064                                 return 0;
4065         }
4066
4067         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4068                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4069                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4070                                 return 0;
4071         return 1;
4072 }
4073
4074 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4075                                                 unsigned long *map)
4076 {
4077         slab_lock(page);
4078         validate_slab(s, page, map);
4079         slab_unlock(page);
4080 }
4081
4082 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4083                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4084 {
4085         unsigned long count = 0;
4086         struct page *page;
4087         unsigned long flags;
4088
4089         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4090
4091         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4092                 validate_slab_slab(s, page, map);
4093                 count++;
4094         }
4095         if (count != n->nr_partial)
4096                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4097                        s->name, count, n->nr_partial);
4098
4099         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4100                 goto out;
4101
4102         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4103                 validate_slab_slab(s, page, map);
4104                 count++;
4105         }
4106         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4107                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4108                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4109
4110 out:
4111         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4112         return count;
4113 }
4114
4115 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4116 {
4117         int node;
4118         unsigned long count = 0;
4119         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4120                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4121         struct kmem_cache_node *n;
4122
4123         if (!map)
4124                 return -ENOMEM;
4125
4126         flush_all(s);
4127         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4128                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4129         kfree(map);
4130         return count;
4131 }
4132 /*
4133  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4134  * and freed.
4135  */
4136
4137 struct location {
4138         unsigned long count;
4139         unsigned long addr;
4140         long long sum_time;
4141         long min_time;
4142         long max_time;
4143         long min_pid;
4144         long max_pid;
4145         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4146         nodemask_t nodes;
4147 };
4148
4149 struct loc_track {
4150         unsigned long max;
4151         unsigned long count;
4152         struct location *loc;
4153 };
4154
4155 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4156 {
4157         if (t->max)
4158                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4159                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4160 }
4161
4162 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4163 {
4164         struct location *l;
4165         int order;
4166
4167         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4168
4169         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4170         if (!l)
4171                 return 0;
4172
4173         if (t->count) {
4174                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4175                 free_loc_track(t);
4176         }
4177         t->max = max;
4178         t->loc = l;
4179         return 1;
4180 }
4181
4182 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4183                                 const struct track *track)
4184 {
4185         long start, end, pos;
4186         struct location *l;
4187         unsigned long caddr;
4188         unsigned long age = jiffies - track->when;
4189
4190         start = -1;
4191         end = t->count;
4192
4193         for ( ; ; ) {
4194                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4195
4196                 /*
4197                  * There is nothing at "end". If we end up there
4198                  * we need to add something to before end.
4199                  */
4200                 if (pos == end)
4201                         break;
4202
4203                 caddr = t->loc[pos].addr;
4204                 if (track->addr == caddr) {
4205
4206                         l = &t->loc[pos];
4207                         l->count++;
4208                         if (track->when) {
4209                                 l->sum_time += age;
4210                                 if (age < l->min_time)
4211                                         l->min_time = age;
4212                                 if (age > l->max_time)
4213                                         l->max_time = age;
4214
4215                                 if (track->pid < l->min_pid)
4216                                         l->min_pid = track->pid;
4217                                 if (track->pid > l->max_pid)
4218                                         l->max_pid = track->pid;
4219
4220                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4221                                                 to_cpumask(l->cpus));
4222                         }
4223                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4224                         return 1;
4225                 }
4226
4227                 if (track->addr < caddr)
4228                         end = pos;
4229                 else
4230                         start = pos;
4231         }
4232
4233         /*
4234          * Not found. Insert new tracking element.
4235          */
4236         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4237                 return 0;
4238
4239         l = t->loc + pos;
4240         if (pos < t->count)
4241                 memmove(l + 1, l,
4242                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4243         t->count++;
4244         l->count = 1;
4245         l->addr = track->addr;
4246         l->sum_time = age;
4247         l->min_time = age;
4248         l->max_time = age;
4249         l->min_pid = track->pid;
4250         l->max_pid = track->pid;
4251         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4252         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4253         nodes_clear(l->nodes);
4254         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4255         return 1;
4256 }
4257
4258 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4259                 struct page *page, enum track_item alloc,
4260                 unsigned long *map)
4261 {
4262         void *addr = page_address(page);
4263         void *p;
4264
4265         bitmap_zero(map, page->objects);
4266         get_map(s, page, map);
4267
4268         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4269                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4270                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4271 }
4272
4273 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4274                                         enum track_item alloc)
4275 {
4276         int len = 0;
4277         unsigned long i;
4278         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4279         int node;
4280         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4281                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4282         struct kmem_cache_node *n;
4283
4284         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4285                                      GFP_TEMPORARY)) {
4286                 kfree(map);
4287                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4288         }
4289         /* Push back cpu slabs */
4290         flush_all(s);
4291
4292         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4293                 unsigned long flags;
4294                 struct page *page;
4295
4296                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4297                         continue;
4298
4299                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4300                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4301                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4302                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4303                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4304                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4305         }
4306
4307         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4308                 struct location *l = &t.loc[i];
4309
4310                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4311                         break;
4312                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4313
4314                 if (l->addr)
4315                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4316                 else
4317                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4318
4319                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4320                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4321                                 l->min_time,
4322                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4323                                 l->max_time);
4324                 } else
4325                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4326                                 l->min_time);
4327
4328                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4329                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4330                                 l->min_pid, l->max_pid);
4331                 else
4332                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4333                                 l->min_pid);
4334
4335                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4336                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4337                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4338                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4339                                          " cpus=%*pbl",
4340                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4341
4342                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4343                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4344                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4345                                          " nodes=%*pbl",
4346                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4347
4348                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4349         }
4350
4351         free_loc_track(&t);
4352         kfree(map);
4353         if (!t.count)
4354                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4355         return len;
4356 }
4357 #endif
4358
4359 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4360 static void __init resiliency_test(void)
4361 {
4362         u8 *p;
4363
4364         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4365
4366         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4367         pr_err("-----------------------\n");
4368         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4369
4370         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4371         p[16] = 0x12;
4372         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4373                p + 16);
4374
4375         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4376
4377         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4378         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4379         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4380         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4381                p);
4382         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4383
4384         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4385         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4386         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4387         *p = 0x56;
4388         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4389                p);
4390         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4391         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4392
4393         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4394         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4395         kfree(p);
4396         *p = 0x78;
4397         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4398         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4399
4400         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4401         kfree(p);
4402         p[50] = 0x9a;
4403         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4404         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4405
4406         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4407         kfree(p);
4408         p[512] = 0xab;
4409         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4410         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4411 }
4412 #else
4413 #ifdef CONFIG_SYSFS
4414 static void resiliency_test(void) {};
4415 #endif
4416 #endif
4417
4418 #ifdef CONFIG_SYSFS
4419 enum slab_stat_type {
4420         SL_ALL,                 /* All slabs */
4421         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4422         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4423         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4424         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4425 };
4426
4427 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4428 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4429 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4430 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4431 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4432
4433 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4434                             char *buf, unsigned long flags)
4435 {
4436         unsigned long total = 0;
4437         int node;
4438         int x;
4439         unsigned long *nodes;
4440
4441         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4442         if (!nodes)
4443                 return -ENOMEM;
4444
4445         if (flags & SO_CPU) {
4446                 int cpu;
4447
4448                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4449                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4450                                                                cpu);
4451                         int node;
4452                         struct page *page;
4453
4454                         page = READ_ONCE(c->page);
4455                         if (!page)
4456                                 continue;
4457
4458                         node = page_to_nid(page);
4459                         if (flags & SO_TOTAL)
4460                                 x = page->objects;
4461                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4462                                 x = page->inuse;
4463                         else
4464                                 x = 1;
4465
4466                         total += x;
4467                         nodes[node] += x;
4468
4469                         page = READ_ONCE(c->partial);
4470                         if (page) {
4471                                 node = page_to_nid(page);
4472                                 if (flags & SO_TOTAL)
4473                                         WARN_ON_ONCE(1);
4474                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4475                                         WARN_ON_ONCE(1);
4476                                 else
4477                                         x = page->pages;
4478                                 total += x;
4479                                 nodes[node] += x;
4480                         }
4481                 }
4482         }
4483
4484         get_online_mems();
4485 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4486         if (flags & SO_ALL) {
4487                 struct kmem_cache_node *n;
4488
4489                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4490
4491                         if (flags & SO_TOTAL)
4492                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4493                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4494                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4495                                         count_partial(n, count_free);
4496                         else
4497                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4498                         total += x;
4499                         nodes[node] += x;
4500                 }
4501
4502         } else
4503 #endif
4504         if (flags & SO_PARTIAL) {
4505                 struct kmem_cache_node *n;
4506
4507                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4508                         if (flags & SO_TOTAL)
4509                                 x = count_partial(n, count_total);
4510                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4511                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4512                         else
4513                                 x = n->nr_partial;
4514                         total += x;
4515                         nodes[node] += x;
4516                 }
4517         }
4518         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4519 #ifdef CONFIG_NUMA
4520         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4521                 if (nodes[node])
4522                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4523                                         node, nodes[node]);
4524 #endif
4525         put_online_mems();
4526         kfree(nodes);
4527         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4528 }
4529
4530 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4531 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4532 {
4533         int node;
4534         struct kmem_cache_node *n;
4535
4536         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4537                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4538                         return 1;
4539
4540         return 0;
4541 }
4542 #endif
4543
4544 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4545 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4546
4547 struct slab_attribute {
4548         struct attribute attr;
4549         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4550         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4551 };
4552
4553 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4554         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4555         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4556
4557 #define SLAB_ATTR(_name) \
4558         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4559         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4560
4561 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4562 {
4563         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4564 }
4565 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4566
4567 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4568 {
4569         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4570 }
4571 SLAB_ATTR_RO(align);
4572
4573 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4574 {
4575         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4576 }
4577 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4578
4579 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4580 {
4581         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4582 }
4583 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4584
4585 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4586                                 const char *buf, size_t length)
4587 {
4588         unsigned long order;
4589         int err;
4590
4591         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4592         if (err)
4593                 return err;
4594
4595         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4596                 return -EINVAL;
4597
4598         calculate_sizes(s, order);
4599         return length;
4600 }
4601
4602 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4603 {
4604         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4605 }
4606 SLAB_ATTR(order);
4607
4608 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4609 {
4610         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4611 }
4612
4613 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4614                                  size_t length)
4615 {
4616         unsigned long min;
4617         int err;
4618
4619         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4620         if (err)
4621                 return err;
4622
4623         set_min_partial(s, min);
4624         return length;
4625 }
4626 SLAB_ATTR(min_partial);
4627
4628 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4629 {
4630         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4631 }
4632
4633 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4634                                  size_t length)
4635 {
4636         unsigned long objects;
4637         int err;
4638
4639         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4640         if (err)
4641                 return err;
4642         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4643                 return -EINVAL;
4644
4645         s->cpu_partial = objects;
4646         flush_all(s);
4647         return length;
4648 }
4649 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4650
4651 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4652 {
4653         if (!s->ctor)
4654                 return 0;
4655         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4656 }
4657 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4658
4659 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4660 {
4661         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4662 }
4663 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4664
4665 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4666 {
4667         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4668 }
4669 SLAB_ATTR_RO(partial);
4670
4671 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4672 {
4673         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4674 }
4675 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4676
4677 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4678 {
4679         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4680 }
4681 SLAB_ATTR_RO(objects);
4682
4683 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4684 {
4685         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4686 }
4687 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4688
4689 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4690 {
4691         int objects = 0;
4692         int pages = 0;
4693         int cpu;
4694         int len;
4695
4696         for_each_online_cpu(cpu) {
4697                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4698
4699                 if (page) {
4700                         pages += page->pages;
4701                         objects += page->pobjects;
4702                 }
4703         }
4704
4705         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4706
4707 #ifdef CONFIG_SMP
4708         for_each_online_cpu(cpu) {
4709                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4710
4711                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4712                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4713                                 page->pobjects, page->pages);
4714         }
4715 #endif
4716         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4717 }
4718 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4719
4720 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4721 {
4722         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4723 }
4724
4725 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4726                                 const char *buf, size_t length)
4727 {
4728         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4729         if (buf[0] == '1')
4730                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4731         return length;
4732 }
4733 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4734
4735 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4736 {
4737         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4738 }
4739 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4740
4741 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4742 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4743 {
4744         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4745 }
4746 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4747 #endif
4748
4749 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4750 {
4751         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4752 }
4753 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4754
4755 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4756 {
4757         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4758 }
4759 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4760
4761 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4762 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4763 {
4764         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4765 }
4766 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4767
4768 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4769 {
4770         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4771 }
4772 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4773
4774 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4775 {
4776         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4777 }
4778
4779 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4780                                 const char *buf, size_t length)
4781 {
4782         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4783         if (buf[0] == '1') {
4784                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4785                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4786         }
4787         return length;
4788 }
4789 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4790
4791 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4792 {
4793         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4794 }
4795
4796 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4797                                                         size_t length)
4798 {
4799         /*
4800          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4801          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4802          * cache into an umergeable one.
4803          */
4804         if (s->refcount > 1)
4805                 return -EINVAL;
4806
4807         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4808         if (buf[0] == '1') {
4809                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4810                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4811         }
4812         return length;
4813 }
4814 SLAB_ATTR(trace);
4815
4816 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4817 {
4818         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4819 }
4820
4821 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4822                                 const char *buf, size_t length)
4823 {
4824         if (any_slab_objects(s))
4825                 return -EBUSY;
4826
4827         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4828         if (buf[0] == '1') {
4829                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4830                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4831         }
4832         calculate_sizes(s, -1);
4833         return length;
4834 }
4835 SLAB_ATTR(red_zone);
4836
4837 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4838 {
4839         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4840 }
4841
4842 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4843                                 const char *buf, size_t length)
4844 {
4845         if (any_slab_objects(s))
4846                 return -EBUSY;
4847
4848         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4849         if (buf[0] == '1') {
4850                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4851                 s->flags |= SLAB_POISON;
4852         }
4853         calculate_sizes(s, -1);
4854         return length;
4855 }
4856 SLAB_ATTR(poison);
4857
4858 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4859 {
4860         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4861 }
4862
4863 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4864                                 const char *buf, size_t length)
4865 {
4866         if (any_slab_objects(s))
4867                 return -EBUSY;
4868
4869         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4870         if (buf[0] == '1') {
4871                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4872                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4873         }
4874         calculate_sizes(s, -1);
4875         return length;
4876 }
4877 SLAB_ATTR(store_user);
4878
4879 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4880 {
4881         return 0;
4882 }
4883
4884 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4885                         const char *buf, size_t length)
4886 {
4887         int ret = -EINVAL;
4888
4889         if (buf[0] == '1') {
4890                 ret = validate_slab_cache(s);
4891                 if (ret >= 0)
4892                         ret = length;
4893         }
4894         return ret;
4895 }
4896 SLAB_ATTR(validate);
4897
4898 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4899 {
4900         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4901                 return -ENOSYS;
4902         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4903 }
4904 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4905
4906 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4907 {
4908         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4909                 return -ENOSYS;
4910         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4911 }
4912 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4913 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4914
4915 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4916 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4917 {
4918         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4919 }
4920
4921 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4922                                                         size_t length)
4923 {
4924         if (s->refcount > 1)
4925                 return -EINVAL;
4926
4927         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4928         if (buf[0] == '1')
4929                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4930         return length;
4931 }
4932 SLAB_ATTR(failslab);
4933 #endif
4934
4935 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4936 {
4937         return 0;
4938 }
4939
4940 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4941                         const char *buf, size_t length)
4942 {
4943         if (buf[0] == '1')
4944                 kmem_cache_shrink(s);
4945         else
4946                 return -EINVAL;
4947         return length;
4948 }
4949 SLAB_ATTR(shrink);
4950
4951 #ifdef CONFIG_NUMA
4952 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4953 {
4954         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4955 }
4956
4957 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4958                                 const char *buf, size_t length)
4959 {
4960         unsigned long ratio;
4961         int err;
4962
4963         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4964         if (err)
4965                 return err;
4966
4967         if (ratio <= 100)
4968                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4969
4970         return length;
4971 }
4972 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4973 #endif
4974
4975 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4976 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4977 {
4978         unsigned long sum  = 0;
4979         int cpu;
4980         int len;
4981         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4982
4983         if (!data)
4984                 return -ENOMEM;
4985
4986         for_each_online_cpu(cpu) {
4987                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4988
4989                 data[cpu] = x;
4990                 sum += x;
4991         }
4992
4993         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4994
4995 #ifdef CONFIG_SMP
4996         for_each_online_cpu(cpu) {
4997                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4998                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4999         }
5000 #endif
5001         kfree(data);
5002         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5003 }
5004
5005 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5006 {
5007         int cpu;
5008
5009         for_each_online_cpu(cpu)
5010                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5011 }
5012
5013 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5014 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5015 {                                                               \
5016         return show_stat(s, buf, si);                           \
5017 }                                                               \
5018 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5019                                 const char *buf, size_t length) \
5020 {                                                               \
5021         if (buf[0] != '0')                                      \
5022                 return -EINVAL;                                 \
5023         clear_stat(s, si);                                      \
5024         return length;                                          \
5025 }                                                               \
5026 SLAB_ATTR(text);                                                \
5027
5028 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5029 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5030 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5031 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5032 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5033 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5034 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5035 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5036 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5037 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5038 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5039 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5040 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5041 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5042 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5043 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5044 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5045 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5046 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5047 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5048 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5049 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5050 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5051 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5052 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5053 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5054 #endif
5055
5056 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5057         &slab_size_attr.attr,
5058         &object_size_attr.attr,
5059         &objs_per_slab_attr.attr,
5060         &order_attr.attr,
5061         &min_partial_attr.attr,
5062         &cpu_partial_attr.attr,
5063         &objects_attr.attr,
5064         &objects_partial_attr.attr,
5065         &partial_attr.attr,
5066         &cpu_slabs_attr.attr,
5067         &ctor_attr.attr,
5068         &aliases_attr.attr,
5069         &align_attr.attr,
5070         &hwcache_align_attr.attr,
5071         &reclaim_account_attr.attr,
5072         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5073         &shrink_attr.attr,
5074         &reserved_attr.attr,
5075         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5076 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5077         &total_objects_attr.attr,
5078         &slabs_attr.attr,
5079         &sanity_checks_attr.attr,
5080         &trace_attr.attr,
5081         &red_zone_attr.attr,
5082         &poison_attr.attr,
5083         &store_user_attr.attr,
5084         &validate_attr.attr,
5085         &alloc_calls_attr.attr,
5086         &free_calls_attr.attr,
5087 #endif
5088 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5089         &cache_dma_attr.attr,
5090 #endif
5091 #ifdef CONFIG_NUMA
5092         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5093 #endif
5094 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5095         &alloc_fastpath_attr.attr,
5096         &alloc_slowpath_attr.attr,
5097         &free_fastpath_attr.attr,
5098         &free_slowpath_attr.attr,
5099         &free_frozen_attr.attr,
5100         &free_add_partial_attr.attr,
5101         &free_remove_partial_attr.attr,
5102         &alloc_from_partial_attr.attr,
5103         &alloc_slab_attr.attr,
5104         &alloc_refill_attr.attr,
5105         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5106         &free_slab_attr.attr,
5107         &cpuslab_flush_attr.attr,
5108         &deactivate_full_attr.attr,
5109         &deactivate_empty_attr.attr,
5110         &deactivate_to_head_attr.attr,
5111         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5112         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5113         &deactivate_bypass_attr.attr,
5114         &order_fallback_attr.attr,
5115         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5116         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5117         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5118         &cpu_partial_free_attr.attr,
5119         &cpu_partial_node_attr.attr,
5120         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5121 #endif
5122 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5123         &failslab_attr.attr,
5124 #endif
5125
5126         NULL
5127 };
5128
5129 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5130         .attrs = slab_attrs,
5131 };
5132
5133 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5134                                 struct attribute *attr,
5135                                 char *buf)
5136 {
5137         struct slab_attribute *attribute;
5138         struct kmem_cache *s;
5139         int err;
5140
5141         attribute = to_slab_attr(attr);
5142         s = to_slab(kobj);
5143
5144         if (!attribute->show)
5145                 return -EIO;
5146
5147         err = attribute->show(s, buf);
5148
5149         return err;
5150 }
5151
5152 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5153                                 struct attribute *attr,
5154                                 const char *buf, size_t len)
5155 {
5156         struct slab_attribute *attribute;
5157         struct kmem_cache *s;
5158         int err;
5159
5160         attribute = to_slab_attr(attr);
5161         s = to_slab(kobj);
5162
5163         if (!attribute->store)
5164                 return -EIO;
5165
5166         err = attribute->store(s, buf, len);
5167 #ifdef CONFIG_MEMCG
5168         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5169                 struct kmem_cache *c;
5170
5171                 mutex_lock(&slab_mutex);
5172                 if (s->max_attr_size < len)
5173                         s->max_attr_size = len;
5174
5175                 /*
5176                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5177                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5178                  * basically because not all attributes will have a well
5179                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5180                  * have permanent effects.
5181                  *
5182                  * Returning the error value of any of the children that fail
5183                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5184                  * error code won't be able to know anything about the state of
5185                  * the cache.
5186                  *
5187                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5188                  * has well defined semantics. The cache being written to
5189                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5190                  * through the descendants with best-effort propagation.
5191                  */
5192                 for_each_memcg_cache(c, s)
5193                         attribute->store(c, buf, len);
5194                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5195         }
5196 #endif
5197         return err;
5198 }
5199
5200 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5201 {
5202 #ifdef CONFIG_MEMCG
5203         int i;
5204         char *buffer = NULL;
5205         struct kmem_cache *root_cache;
5206
5207         if (is_root_cache(s))
5208                 return;
5209
5210         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5211
5212         /*
5213          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5214          * in copying default values around
5215          */
5216         if (!root_cache->max_attr_size)
5217                 return;
5218
5219         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5220                 char mbuf[64];
5221                 char *buf;
5222                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5223
5224                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5225                         continue;
5226
5227                 /*
5228                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5229                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5230                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5231                  *
5232                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5233                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5234                  * theoretically happen.
5235                  */
5236                 if (buffer)
5237                         buf = buffer;
5238                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5239                         buf = mbuf;
5240                 else {
5241                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5242                         if (WARN_ON(!buffer))
5243                                 continue;
5244                         buf = buffer;
5245                 }
5246
5247                 attr->show(root_cache, buf);
5248                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5249         }
5250
5251         if (buffer)
5252                 free_page((unsigned long)buffer);
5253 #endif
5254 }
5255
5256 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5257 {
5258         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5259 }
5260
5261 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5262         .show = slab_attr_show,
5263         .store = slab_attr_store,
5264 };
5265
5266 static struct kobj_type slab_ktype = {
5267         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5268         .release = kmem_cache_release,
5269 };
5270
5271 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5272 {
5273         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5274
5275         if (ktype == &slab_ktype)
5276                 return 1;
5277         return 0;
5278 }
5279
5280 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5281         .filter = uevent_filter,
5282 };
5283
5284 static struct kset *slab_kset;
5285
5286 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5287 {
5288 #ifdef CONFIG_MEMCG
5289         if (!is_root_cache(s))
5290                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5291 #endif
5292         return slab_kset;
5293 }
5294
5295 #define ID_STR_LENGTH 64
5296
5297 /* Create a unique string id for a slab cache:
5298  *
5299  * Format       :[flags-]size
5300  */
5301 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5302 {
5303         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5304         char *p = name;
5305
5306         BUG_ON(!name);
5307
5308         *p++ = ':';
5309         /*
5310          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5311          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5312          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5313          * are matched during merging to guarantee that the id is
5314          * unique.
5315          */
5316         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5317                 *p++ = 'd';
5318         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5319                 *p++ = 'a';
5320         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5321                 *p++ = 'F';
5322         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5323                 *p++ = 't';
5324         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5325                 *p++ = 'A';
5326         if (p != name + 1)
5327                 *p++ = '-';
5328         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5329
5330         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5331         return name;
5332 }
5333
5334 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5335 {
5336         int err;
5337         const char *name;
5338         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5339
5340         if (unmergeable) {
5341                 /*
5342                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5343                  * This is typically the case for debug situations. In that
5344                  * case we can catch duplicate names easily.
5345                  */
5346                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5347                 name = s->name;
5348         } else {
5349                 /*
5350                  * Create a unique name for the slab as a target
5351                  * for the symlinks.
5352                  */
5353                 name = create_unique_id(s);
5354         }
5355
5356         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5357         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5358         if (err)
5359                 goto out;
5360
5361         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5362         if (err)
5363                 goto out_del_kobj;
5364
5365 #ifdef CONFIG_MEMCG
5366         if (is_root_cache(s)) {
5367                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5368                 if (!s->memcg_kset) {
5369                         err = -ENOMEM;
5370                         goto out_del_kobj;
5371                 }
5372         }
5373 #endif
5374
5375         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5376         if (!unmergeable) {
5377                 /* Setup first alias */
5378                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5379         }
5380 out:
5381         if (!unmergeable)
5382                 kfree(name);
5383         return err;
5384 out_del_kobj:
5385         kobject_del(&s->kobj);
5386         goto out;
5387 }
5388
5389 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5390 {
5391         if (slab_state < FULL)
5392                 /*
5393                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5394                  * cache from sysfs.
5395                  */
5396                 return;
5397
5398 #ifdef CONFIG_MEMCG
5399         kset_unregister(s->memcg_kset);
5400 #endif
5401         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5402         kobject_del(&s->kobj);
5403         kobject_put(&s->kobj);
5404 }
5405
5406 /*
5407  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5408  * available lest we lose that information.
5409  */
5410 struct saved_alias {
5411         struct kmem_cache *s;
5412         const char *name;
5413         struct saved_alias *next;
5414 };
5415
5416 static struct saved_alias *alias_list;
5417
5418 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5419 {
5420         struct saved_alias *al;
5421
5422         if (slab_state == FULL) {
5423                 /*
5424                  * If we have a leftover link then remove it.
5425                  */
5426                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5427                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5428         }
5429
5430         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5431         if (!al)
5432                 return -ENOMEM;
5433
5434         al->s = s;
5435         al->name = name;
5436         al->next = alias_list;
5437         alias_list = al;
5438         return 0;
5439 }
5440
5441 static int __init slab_sysfs_init(void)
5442 {
5443         struct kmem_cache *s;
5444         int err;
5445
5446         mutex_lock(&slab_mutex);
5447
5448         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5449         if (!slab_kset) {
5450                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5451                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5452                 return -ENOSYS;
5453         }
5454
5455         slab_state = FULL;
5456
5457         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5458                 err = sysfs_slab_add(s);
5459                 if (err)
5460                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5461                                s->name);
5462         }
5463
5464         while (alias_list) {
5465                 struct saved_alias *al = alias_list;
5466
5467                 alias_list = alias_list->next;
5468                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5469                 if (err)
5470                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5471                                al->name);
5472                 kfree(al);
5473         }
5474
5475         mutex_unlock(&slab_mutex);
5476         resiliency_test();
5477         return 0;
5478 }
5479
5480 __initcall(slab_sysfs_init);
5481 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5482
5483 /*
5484  * The /proc/slabinfo ABI
5485  */
5486 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5487 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5488 {
5489         unsigned long nr_slabs = 0;
5490         unsigned long nr_objs = 0;
5491         unsigned long nr_free = 0;
5492         int node;
5493         struct kmem_cache_node *n;
5494
5495         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5496                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5497                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5498                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5499         }
5500
5501         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5502         sinfo->num_objs = nr_objs;
5503         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5504         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5505         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5506         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5507 }
5508
5509 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5510 {
5511 }
5512
5513 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5514                        size_t count, loff_t *ppos)
5515 {
5516         return -EIO;
5517 }
5518 #endif /* CONFIG_SLABINFO */