mm: migration: add migrate_entry_wait_huge()
[linux-3.10.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/kmemcheck.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36
37 #include <trace/events/kmem.h>
38
39 #include "internal.h"
40
41 /*
42  * Lock order:
43  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
44  *   2. node->list_lock
45  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
46  *
47  *   slab_mutex
48  *
49  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
50  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
51  *
52  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
53  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
54  *   double word in the page struct. Meaning
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->counters       -> Counters of objects
57  *      C. page->frozen         -> frozen state
58  *
59  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
60  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
61  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
62  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
63  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
64  *
65  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
66  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
67  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
68  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
69  *   modified without taking the list lock).
70  *
71  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
72  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
73  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
74  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
75  *   the list lock.
76  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
77  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
78  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
79  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
80  *
81  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
82  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
83  *
84  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
85  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
86  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
87  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
88  * cannot scan all objects.
89  *
90  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
91  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
92  * fast frees and allocs.
93  *
94  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
95  *
96  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * PageError            Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
118 {
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
120         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
121 #else
122         return 0;
123 #endif
124 }
125
126 /*
127  * Issues still to be resolved:
128  *
129  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
130  *
131  * - Variable sizing of the per node arrays
132  */
133
134 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
135 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
136
137 /* Enable to log cmpxchg failures */
138 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
139
140 /*
141  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
142  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
143  */
144 #define MIN_PARTIAL 5
145
146 /*
147  * Maximum number of desirable partial slabs.
148  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
149  * sort the partial list by the number of objects in the.
150  */
151 #define MAX_PARTIAL 10
152
153 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
154                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
155
156 /*
157  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
158  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
159  * metadata.
160  */
161 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
162
163 /*
164  * Set of flags that will prevent slab merging
165  */
166 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
167                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
168                 SLAB_FAILSLAB)
169
170 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
171                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
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 sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
205 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
206 #else
207 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
208 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
209                                                         { return 0; }
210 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
211
212 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
213 #endif
214
215 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
216 {
217 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
218         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
219 #endif
220 }
221
222 /********************************************************************
223  *                      Core slab cache functions
224  *******************************************************************/
225
226 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
227 {
228         return s->node[node];
229 }
230
231 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
232 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
233                                 struct page *page, const void *object)
234 {
235         void *base;
236
237         if (!object)
238                 return 1;
239
240         base = page_address(page);
241         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
242                 (object - base) % s->size) {
243                 return 0;
244         }
245
246         return 1;
247 }
248
249 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
250 {
251         return *(void **)(object + s->offset);
252 }
253
254 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
255 {
256         prefetch(object + s->offset);
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         void *p;
262
263 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
264         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
265 #else
266         p = get_freepointer(s, object);
267 #endif
268         return p;
269 }
270
271 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
272 {
273         *(void **)(object + s->offset) = fp;
274 }
275
276 /* Loop over all objects in a slab */
277 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
278         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
279                         __p += (__s)->size)
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
288 {
289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
290         /*
291          * Debugging requires use of the padding between object
292          * and whatever may come after it.
293          */
294         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
295                 return s->object_size;
296
297 #endif
298         /*
299          * If we have the need to store the freelist pointer
300          * back there or track user information then we can
301          * only use the space before that information.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
304                 return s->inuse;
305         /*
306          * Else we can use all the padding etc for the allocation
307          */
308         return s->size;
309 }
310
311 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
312 {
313         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
314 }
315
316 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
317                 unsigned long size, int reserved)
318 {
319         struct kmem_cache_order_objects x = {
320                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
321         };
322
323         return x;
324 }
325
326 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
327 {
328         return x.x >> OO_SHIFT;
329 }
330
331 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x & OO_MASK;
334 }
335
336 /*
337  * Per slab locking using the pagelock
338  */
339 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
340 {
341         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
342 }
343
344 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
345 {
346         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
347 }
348
349 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
350 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
351                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
352                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
353                 const char *n)
354 {
355         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
356 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
357     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
358         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
359                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
360                         freelist_old, counters_old,
361                         freelist_new, counters_new))
362                 return 1;
363         } else
364 #endif
365         {
366                 slab_lock(page);
367                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
368                         page->freelist = freelist_new;
369                         page->counters = counters_new;
370                         slab_unlock(page);
371                         return 1;
372                 }
373                 slab_unlock(page);
374         }
375
376         cpu_relax();
377         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
378
379 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
380         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
381 #endif
382
383         return 0;
384 }
385
386 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
387                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
388                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
389                 const char *n)
390 {
391 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
392     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
393         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
394                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
395                         freelist_old, counters_old,
396                         freelist_new, counters_new))
397                 return 1;
398         } else
399 #endif
400         {
401                 unsigned long flags;
402
403                 local_irq_save(flags);
404                 slab_lock(page);
405                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
406                         page->freelist = freelist_new;
407                         page->counters = counters_new;
408                         slab_unlock(page);
409                         local_irq_restore(flags);
410                         return 1;
411                 }
412                 slab_unlock(page);
413                 local_irq_restore(flags);
414         }
415
416         cpu_relax();
417         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
418
419 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
420         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
421 #endif
422
423         return 0;
424 }
425
426 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
427 /*
428  * Determine a map of object in use on a page.
429  *
430  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
431  * not vanish from under us.
432  */
433 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
434 {
435         void *p;
436         void *addr = page_address(page);
437
438         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
439                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
440 }
441
442 /*
443  * Debug settings:
444  */
445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
446 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
447 #else
448 static int slub_debug;
449 #endif
450
451 static char *slub_debug_slabs;
452 static int disable_higher_order_debug;
453
454 /*
455  * Object debugging
456  */
457 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
458 {
459         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
460                         length, 1);
461 }
462
463 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
464         enum track_item alloc)
465 {
466         struct track *p;
467
468         if (s->offset)
469                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
470         else
471                 p = object + s->inuse;
472
473         return p + alloc;
474 }
475
476 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
477                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
478 {
479         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
480
481         if (addr) {
482 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
483                 struct stack_trace trace;
484                 int i;
485
486                 trace.nr_entries = 0;
487                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
488                 trace.entries = p->addrs;
489                 trace.skip = 3;
490                 save_stack_trace(&trace);
491
492                 /* See rant in lockdep.c */
493                 if (trace.nr_entries != 0 &&
494                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
495                         trace.nr_entries--;
496
497                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
498                         p->addrs[i] = 0;
499 #endif
500                 p->addr = addr;
501                 p->cpu = smp_processor_id();
502                 p->pid = current->pid;
503                 p->when = jiffies;
504         } else
505                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
506 }
507
508 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
509 {
510         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
511                 return;
512
513         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
514         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
515 }
516
517 static void print_track(const char *s, struct track *t)
518 {
519         if (!t->addr)
520                 return;
521
522         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
523                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
524 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
525         {
526                 int i;
527                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
528                         if (t->addrs[i])
529                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
530                         else
531                                 break;
532         }
533 #endif
534 }
535
536 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
537 {
538         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
539                 return;
540
541         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
542         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
543 }
544
545 static void print_page_info(struct page *page)
546 {
547         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
548                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
549
550 }
551
552 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
553 {
554         va_list args;
555         char buf[100];
556
557         va_start(args, fmt);
558         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
559         va_end(args);
560         printk(KERN_ERR "========================================"
561                         "=====================================\n");
562         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
563         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
564                         "-------------------------------------\n\n");
565
566         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
567 }
568
569 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
570 {
571         va_list args;
572         char buf[100];
573
574         va_start(args, fmt);
575         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
576         va_end(args);
577         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
578 }
579
580 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
581 {
582         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
583         u8 *addr = page_address(page);
584
585         print_tracking(s, p);
586
587         print_page_info(page);
588
589         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
590                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
591
592         if (p > addr + 16)
593                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
594
595         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
596                                 PAGE_SIZE));
597         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
598                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
599                         s->inuse - s->object_size);
600
601         if (s->offset)
602                 off = s->offset + sizeof(void *);
603         else
604                 off = s->inuse;
605
606         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
607                 off += 2 * sizeof(struct track);
608
609         if (off != s->size)
610                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
611                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
612
613         dump_stack();
614 }
615
616 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
617                         u8 *object, char *reason)
618 {
619         slab_bug(s, "%s", reason);
620         print_trailer(s, page, object);
621 }
622
623 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, const char *fmt, ...)
624 {
625         va_list args;
626         char buf[100];
627
628         va_start(args, fmt);
629         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
630         va_end(args);
631         slab_bug(s, "%s", buf);
632         print_page_info(page);
633         dump_stack();
634 }
635
636 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
637 {
638         u8 *p = object;
639
640         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
641                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
642                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
643         }
644
645         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
646                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
647 }
648
649 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
650                                                 void *from, void *to)
651 {
652         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
653         memset(from, data, to - from);
654 }
655
656 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
657                         u8 *object, char *what,
658                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
659 {
660         u8 *fault;
661         u8 *end;
662
663         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
664         if (!fault)
665                 return 1;
666
667         end = start + bytes;
668         while (end > fault && end[-1] == value)
669                 end--;
670
671         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
672         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
673                                         fault, end - 1, fault[0], value);
674         print_trailer(s, page, object);
675
676         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
677         return 0;
678 }
679
680 /*
681  * Object layout:
682  *
683  * object address
684  *      Bytes of the object to be managed.
685  *      If the freepointer may overlay the object then the free
686  *      pointer is the first word of the object.
687  *
688  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
689  *      0xa5 (POISON_END)
690  *
691  * object + s->object_size
692  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
693  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
694  *      object_size == inuse.
695  *
696  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
697  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
698  *
699  * object + s->inuse
700  *      Meta data starts here.
701  *
702  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
703  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
704  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
705  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
706  *              before the word boundary.
707  *
708  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
709  *
710  * object + s->size
711  *      Nothing is used beyond s->size.
712  *
713  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
714  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
715  * may be used with merged slabcaches.
716  */
717
718 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
719 {
720         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
721
722         if (s->offset)
723                 /* Freepointer is placed after the object. */
724                 off += sizeof(void *);
725
726         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
727                 /* We also have user information there */
728                 off += 2 * sizeof(struct track);
729
730         if (s->size == off)
731                 return 1;
732
733         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
734                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
735 }
736
737 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
738 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
739 {
740         u8 *start;
741         u8 *fault;
742         u8 *end;
743         int length;
744         int remainder;
745
746         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
747                 return 1;
748
749         start = page_address(page);
750         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
751         end = start + length;
752         remainder = length % s->size;
753         if (!remainder)
754                 return 1;
755
756         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
757         if (!fault)
758                 return 1;
759         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
760                 end--;
761
762         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
763         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
764
765         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
766         return 0;
767 }
768
769 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
770                                         void *object, u8 val)
771 {
772         u8 *p = object;
773         u8 *endobject = object + s->object_size;
774
775         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
776                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
777                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
778                         return 0;
779         } else {
780                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
781                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
782                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
783                 }
784         }
785
786         if (s->flags & SLAB_POISON) {
787                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
788                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
789                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
790                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
791                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
792                         return 0;
793                 /*
794                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
795                  */
796                 check_pad_bytes(s, page, p);
797         }
798
799         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
800                 /*
801                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
802                  * freepointer while object is allocated.
803                  */
804                 return 1;
805
806         /* Check free pointer validity */
807         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
808                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
809                 /*
810                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
811                  * of the free objects in this slab. May cause
812                  * another error because the object count is now wrong.
813                  */
814                 set_freepointer(s, p, NULL);
815                 return 0;
816         }
817         return 1;
818 }
819
820 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
821 {
822         int maxobj;
823
824         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
825
826         if (!PageSlab(page)) {
827                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
828                 return 0;
829         }
830
831         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
832         if (page->objects > maxobj) {
833                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
834                         s->name, page->objects, maxobj);
835                 return 0;
836         }
837         if (page->inuse > page->objects) {
838                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
839                         s->name, page->inuse, page->objects);
840                 return 0;
841         }
842         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
843         slab_pad_check(s, page);
844         return 1;
845 }
846
847 /*
848  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
849  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
850  */
851 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
852 {
853         int nr = 0;
854         void *fp;
855         void *object = NULL;
856         unsigned long max_objects;
857
858         fp = page->freelist;
859         while (fp && nr <= page->objects) {
860                 if (fp == search)
861                         return 1;
862                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
863                         if (object) {
864                                 object_err(s, page, object,
865                                         "Freechain corrupt");
866                                 set_freepointer(s, object, NULL);
867                                 break;
868                         } else {
869                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
870                                 page->freelist = NULL;
871                                 page->inuse = page->objects;
872                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
873                                 return 0;
874                         }
875                         break;
876                 }
877                 object = fp;
878                 fp = get_freepointer(s, object);
879                 nr++;
880         }
881
882         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
883         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
884                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
885
886         if (page->objects != max_objects) {
887                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
888                         "should be %d", page->objects, max_objects);
889                 page->objects = max_objects;
890                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
891         }
892         if (page->inuse != page->objects - nr) {
893                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
894                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
895                 page->inuse = page->objects - nr;
896                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
897         }
898         return search == NULL;
899 }
900
901 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
902                                                                 int alloc)
903 {
904         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
905                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
906                         s->name,
907                         alloc ? "alloc" : "free",
908                         object, page->inuse,
909                         page->freelist);
910
911                 if (!alloc)
912                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
913
914                 dump_stack();
915         }
916 }
917
918 /*
919  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
920  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
921  */
922 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
923 {
924         flags &= gfp_allowed_mask;
925         lockdep_trace_alloc(flags);
926         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
927
928         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
929 }
930
931 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
932 {
933         flags &= gfp_allowed_mask;
934         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
935         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
936 }
937
938 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
939 {
940         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
941
942         /*
943          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
944          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
945          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
946          */
947 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
948         {
949                 unsigned long flags;
950
951                 local_irq_save(flags);
952                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
953                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
954                 local_irq_restore(flags);
955         }
956 #endif
957         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
958                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
959 }
960
961 /*
962  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
963  *
964  * list_lock must be held.
965  */
966 static void add_full(struct kmem_cache *s,
967         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
968 {
969         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
970                 return;
971
972         list_add(&page->lru, &n->full);
973 }
974
975 /*
976  * list_lock must be held.
977  */
978 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
979 {
980         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
981                 return;
982
983         list_del(&page->lru);
984 }
985
986 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
987 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
988 {
989         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
990
991         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
992 }
993
994 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
995 {
996         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
997 }
998
999 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1000 {
1001         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1002
1003         /*
1004          * May be called early in order to allocate a slab for the
1005          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1006          * dilemma by deferring the increment of the count during
1007          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1008          */
1009         if (likely(n)) {
1010                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1011                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1012         }
1013 }
1014 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1015 {
1016         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1017
1018         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1019         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1020 }
1021
1022 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1023 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1024                                                                 void *object)
1025 {
1026         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1027                 return;
1028
1029         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1030         init_tracking(s, object);
1031 }
1032
1033 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1034                                         void *object, unsigned long addr)
1035 {
1036         if (!check_slab(s, page))
1037                 goto bad;
1038
1039         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1040                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1041                 goto bad;
1042         }
1043
1044         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1045                 goto bad;
1046
1047         /* Success perform special debug activities for allocs */
1048         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1049                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1050         trace(s, page, object, 1);
1051         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1052         return 1;
1053
1054 bad:
1055         if (PageSlab(page)) {
1056                 /*
1057                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1058                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1059                  * as used avoids touching the remaining objects.
1060                  */
1061                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1062                 page->inuse = page->objects;
1063                 page->freelist = NULL;
1064         }
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1069         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1070         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1071 {
1072         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1073
1074         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1075         slab_lock(page);
1076
1077         if (!check_slab(s, page))
1078                 goto fail;
1079
1080         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1081                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1082                 goto fail;
1083         }
1084
1085         if (on_freelist(s, page, object)) {
1086                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1087                 goto fail;
1088         }
1089
1090         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1091                 goto out;
1092
1093         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1094                 if (!PageSlab(page)) {
1095                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1096                                 "outside of slab", object);
1097                 } else if (!page->slab_cache) {
1098                         printk(KERN_ERR
1099                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1100                                                 object);
1101                         dump_stack();
1102                 } else
1103                         object_err(s, page, object,
1104                                         "page slab pointer corrupt.");
1105                 goto fail;
1106         }
1107
1108         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1109                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1110         trace(s, page, object, 0);
1111         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1112 out:
1113         slab_unlock(page);
1114         /*
1115          * Keep node_lock to preserve integrity
1116          * until the object is actually freed
1117          */
1118         return n;
1119
1120 fail:
1121         slab_unlock(page);
1122         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1123         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1124         return NULL;
1125 }
1126
1127 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1128 {
1129         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1130         if (*str++ != '=' || !*str)
1131                 /*
1132                  * No options specified. Switch on full debugging.
1133                  */
1134                 goto out;
1135
1136         if (*str == ',')
1137                 /*
1138                  * No options but restriction on slabs. This means full
1139                  * debugging for slabs matching a pattern.
1140                  */
1141                 goto check_slabs;
1142
1143         if (tolower(*str) == 'o') {
1144                 /*
1145                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1146                  * would increase as a result.
1147                  */
1148                 disable_higher_order_debug = 1;
1149                 goto out;
1150         }
1151
1152         slub_debug = 0;
1153         if (*str == '-')
1154                 /*
1155                  * Switch off all debugging measures.
1156                  */
1157                 goto out;
1158
1159         /*
1160          * Determine which debug features should be switched on
1161          */
1162         for (; *str && *str != ','; str++) {
1163                 switch (tolower(*str)) {
1164                 case 'f':
1165                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1166                         break;
1167                 case 'z':
1168                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1169                         break;
1170                 case 'p':
1171                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1172                         break;
1173                 case 'u':
1174                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1175                         break;
1176                 case 't':
1177                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1178                         break;
1179                 case 'a':
1180                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1181                         break;
1182                 default:
1183                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1184                                 "unknown. skipped\n", *str);
1185                 }
1186         }
1187
1188 check_slabs:
1189         if (*str == ',')
1190                 slub_debug_slabs = str + 1;
1191 out:
1192         return 1;
1193 }
1194
1195 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1196
1197 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1198         unsigned long flags, const char *name,
1199         void (*ctor)(void *))
1200 {
1201         /*
1202          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1203          */
1204         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1205                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1206                 flags |= slub_debug;
1207
1208         return flags;
1209 }
1210 #else
1211 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1212                         struct page *page, void *object) {}
1213
1214 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1215         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1216
1217 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1218         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1219         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1220
1221 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1222                         { return 1; }
1223 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1224                         void *object, u8 val) { return 1; }
1225 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1226                                         struct page *page) {}
1227 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1228 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1229         unsigned long flags, const char *name,
1230         void (*ctor)(void *))
1231 {
1232         return flags;
1233 }
1234 #define slub_debug 0
1235
1236 #define disable_higher_order_debug 0
1237
1238 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1239                                                         { return 0; }
1240 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1241                                                         { return 0; }
1242 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1243                                                         int objects) {}
1244 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1245                                                         int objects) {}
1246
1247 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1248                                                         { return 0; }
1249
1250 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1251                 void *object) {}
1252
1253 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1254
1255 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1256
1257 /*
1258  * Slab allocation and freeing
1259  */
1260 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1261                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1262 {
1263         int order = oo_order(oo);
1264
1265         flags |= __GFP_NOTRACK;
1266
1267         if (node == NUMA_NO_NODE)
1268                 return alloc_pages(flags, order);
1269         else
1270                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1271 }
1272
1273 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1274 {
1275         struct page *page;
1276         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1277         gfp_t alloc_gfp;
1278
1279         flags &= gfp_allowed_mask;
1280
1281         if (flags & __GFP_WAIT)
1282                 local_irq_enable();
1283
1284         flags |= s->allocflags;
1285
1286         /*
1287          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1288          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1289          */
1290         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1291
1292         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1293         if (unlikely(!page)) {
1294                 oo = s->min;
1295                 /*
1296                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1297                  * Try a lower order alloc if possible
1298                  */
1299                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1300
1301                 if (page)
1302                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1303         }
1304
1305         if (kmemcheck_enabled && page
1306                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1307                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1308
1309                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1310
1311                 /*
1312                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1313                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1314                  */
1315                 if (s->ctor)
1316                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1317                 else
1318                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1319         }
1320
1321         if (flags & __GFP_WAIT)
1322                 local_irq_disable();
1323         if (!page)
1324                 return NULL;
1325
1326         page->objects = oo_objects(oo);
1327         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1328                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1329                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1330                 1 << oo_order(oo));
1331
1332         return page;
1333 }
1334
1335 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1336                                 void *object)
1337 {
1338         setup_object_debug(s, page, object);
1339         if (unlikely(s->ctor))
1340                 s->ctor(object);
1341 }
1342
1343 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1344 {
1345         struct page *page;
1346         void *start;
1347         void *last;
1348         void *p;
1349         int order;
1350
1351         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1352
1353         page = allocate_slab(s,
1354                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1355         if (!page)
1356                 goto out;
1357
1358         order = compound_order(page);
1359         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1360         memcg_bind_pages(s, order);
1361         page->slab_cache = s;
1362         __SetPageSlab(page);
1363         if (page->pfmemalloc)
1364                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1365
1366         start = page_address(page);
1367
1368         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1369                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1370
1371         last = start;
1372         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1373                 setup_object(s, page, last);
1374                 set_freepointer(s, last, p);
1375                 last = p;
1376         }
1377         setup_object(s, page, last);
1378         set_freepointer(s, last, NULL);
1379
1380         page->freelist = start;
1381         page->inuse = page->objects;
1382         page->frozen = 1;
1383 out:
1384         return page;
1385 }
1386
1387 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1388 {
1389         int order = compound_order(page);
1390         int pages = 1 << order;
1391
1392         if (kmem_cache_debug(s)) {
1393                 void *p;
1394
1395                 slab_pad_check(s, page);
1396                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1397                                                 page->objects)
1398                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1399         }
1400
1401         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1402
1403         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1404                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1405                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1406                 -pages);
1407
1408         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1409         __ClearPageSlab(page);
1410
1411         memcg_release_pages(s, order);
1412         page_mapcount_reset(page);
1413         if (current->reclaim_state)
1414                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1415         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1416 }
1417
1418 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1419         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1420
1421 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1422 {
1423         struct page *page;
1424
1425         if (need_reserve_slab_rcu)
1426                 page = virt_to_head_page(h);
1427         else
1428                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1429
1430         __free_slab(page->slab_cache, page);
1431 }
1432
1433 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1434 {
1435         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1436                 struct rcu_head *head;
1437
1438                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1439                         int order = compound_order(page);
1440                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1441
1442                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1443                         head = page_address(page) + offset;
1444                 } else {
1445                         /*
1446                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1447                          */
1448                         head = (void *)&page->lru;
1449                 }
1450
1451                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1452         } else
1453                 __free_slab(s, page);
1454 }
1455
1456 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1457 {
1458         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1459         free_slab(s, page);
1460 }
1461
1462 /*
1463  * Management of partially allocated slabs.
1464  *
1465  * list_lock must be held.
1466  */
1467 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1468                                 struct page *page, int tail)
1469 {
1470         n->nr_partial++;
1471         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1472                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1473         else
1474                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1475 }
1476
1477 /*
1478  * list_lock must be held.
1479  */
1480 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1481                                         struct page *page)
1482 {
1483         list_del(&page->lru);
1484         n->nr_partial--;
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1489  * return the pointer to the freelist.
1490  *
1491  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1492  *
1493  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1494  */
1495 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1496                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1497                 int mode, int *objects)
1498 {
1499         void *freelist;
1500         unsigned long counters;
1501         struct page new;
1502
1503         /*
1504          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1505          * The old freelist is the list of objects for the
1506          * per cpu allocation list.
1507          */
1508         freelist = page->freelist;
1509         counters = page->counters;
1510         new.counters = counters;
1511         *objects = new.objects - new.inuse;
1512         if (mode) {
1513                 new.inuse = page->objects;
1514                 new.freelist = NULL;
1515         } else {
1516                 new.freelist = freelist;
1517         }
1518
1519         VM_BUG_ON(new.frozen);
1520         new.frozen = 1;
1521
1522         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1523                         freelist, counters,
1524                         new.freelist, new.counters,
1525                         "acquire_slab"))
1526                 return NULL;
1527
1528         remove_partial(n, page);
1529         WARN_ON(!freelist);
1530         return freelist;
1531 }
1532
1533 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1534 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1535
1536 /*
1537  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1538  */
1539 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1540                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1541 {
1542         struct page *page, *page2;
1543         void *object = NULL;
1544         int available = 0;
1545         int objects;
1546
1547         /*
1548          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1549          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1550          * partial slab and there is none available then get_partials()
1551          * will return NULL.
1552          */
1553         if (!n || !n->nr_partial)
1554                 return NULL;
1555
1556         spin_lock(&n->list_lock);
1557         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1558                 void *t;
1559
1560                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1561                         continue;
1562
1563                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1564                 if (!t)
1565                         break;
1566
1567                 available += objects;
1568                 if (!object) {
1569                         c->page = page;
1570                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1571                         object = t;
1572                 } else {
1573                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1574                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1575                 }
1576                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1577                         break;
1578
1579         }
1580         spin_unlock(&n->list_lock);
1581         return object;
1582 }
1583
1584 /*
1585  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1586  */
1587 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1588                 struct kmem_cache_cpu *c)
1589 {
1590 #ifdef CONFIG_NUMA
1591         struct zonelist *zonelist;
1592         struct zoneref *z;
1593         struct zone *zone;
1594         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1595         void *object;
1596         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1597
1598         /*
1599          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1600          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1601          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1602          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1603          *
1604          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1605          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1606          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1607          * from other nodes and filled up.
1608          *
1609          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1610          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1611          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1612          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1613          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1614          * with available objects.
1615          */
1616         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1617                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1618                 return NULL;
1619
1620         do {
1621                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1622                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1623                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1624                         struct kmem_cache_node *n;
1625
1626                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1627
1628                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1629                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1630                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1631                                 if (object) {
1632                                         /*
1633                                          * Return the object even if
1634                                          * put_mems_allowed indicated that
1635                                          * the cpuset mems_allowed was
1636                                          * updated in parallel. It's a
1637                                          * harmless race between the alloc
1638                                          * and the cpuset update.
1639                                          */
1640                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1641                                         return object;
1642                                 }
1643                         }
1644                 }
1645         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1646 #endif
1647         return NULL;
1648 }
1649
1650 /*
1651  * Get a partial page, lock it and return it.
1652  */
1653 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1654                 struct kmem_cache_cpu *c)
1655 {
1656         void *object;
1657         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1658
1659         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1660         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1661                 return object;
1662
1663         return get_any_partial(s, flags, c);
1664 }
1665
1666 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1667 /*
1668  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1669  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1670  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1671  */
1672 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1673 #else
1674 /*
1675  * No preemption supported therefore also no need to check for
1676  * different cpus.
1677  */
1678 #define TID_STEP 1
1679 #endif
1680
1681 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1682 {
1683         return tid + TID_STEP;
1684 }
1685
1686 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1687 {
1688         return tid % TID_STEP;
1689 }
1690
1691 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1692 {
1693         return tid / TID_STEP;
1694 }
1695
1696 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1697 {
1698         return cpu;
1699 }
1700
1701 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1702                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1703 {
1704 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1705         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1706
1707         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1708
1709 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1710         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1711                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1712                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1713         else
1714 #endif
1715         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1716                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1717                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1718         else
1719                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1720                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1721 #endif
1722         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1723 }
1724
1725 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1726 {
1727         int cpu;
1728
1729         for_each_possible_cpu(cpu)
1730                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Remove the cpu slab
1735  */
1736 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1737 {
1738         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1739         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1740         int lock = 0;
1741         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1742         void *nextfree;
1743         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1744         struct page new;
1745         struct page old;
1746
1747         if (page->freelist) {
1748                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1749                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1750         }
1751
1752         /*
1753          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1754          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1755          * last one.
1756          *
1757          * There is no need to take the list->lock because the page
1758          * is still frozen.
1759          */
1760         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1761                 void *prior;
1762                 unsigned long counters;
1763
1764                 do {
1765                         prior = page->freelist;
1766                         counters = page->counters;
1767                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1768                         new.counters = counters;
1769                         new.inuse--;
1770                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1771
1772                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1773                         prior, counters,
1774                         freelist, new.counters,
1775                         "drain percpu freelist"));
1776
1777                 freelist = nextfree;
1778         }
1779
1780         /*
1781          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1782          * list presence reflects the actual number of objects
1783          * during unfreeze.
1784          *
1785          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1786          * with the count. If there is a mismatch then the page
1787          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1788          *
1789          * Then we restart the process which may have to remove
1790          * the page from the list that we just put it on again
1791          * because the number of objects in the slab may have
1792          * changed.
1793          */
1794 redo:
1795
1796         old.freelist = page->freelist;
1797         old.counters = page->counters;
1798         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1799
1800         /* Determine target state of the slab */
1801         new.counters = old.counters;
1802         if (freelist) {
1803                 new.inuse--;
1804                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1805                 new.freelist = freelist;
1806         } else
1807                 new.freelist = old.freelist;
1808
1809         new.frozen = 0;
1810
1811         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1812                 m = M_FREE;
1813         else if (new.freelist) {
1814                 m = M_PARTIAL;
1815                 if (!lock) {
1816                         lock = 1;
1817                         /*
1818                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1819                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1820                          * is frozen
1821                          */
1822                         spin_lock(&n->list_lock);
1823                 }
1824         } else {
1825                 m = M_FULL;
1826                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1827                         lock = 1;
1828                         /*
1829                          * This also ensures that the scanning of full
1830                          * slabs from diagnostic functions will not see
1831                          * any frozen slabs.
1832                          */
1833                         spin_lock(&n->list_lock);
1834                 }
1835         }
1836
1837         if (l != m) {
1838
1839                 if (l == M_PARTIAL)
1840
1841                         remove_partial(n, page);
1842
1843                 else if (l == M_FULL)
1844
1845                         remove_full(s, page);
1846
1847                 if (m == M_PARTIAL) {
1848
1849                         add_partial(n, page, tail);
1850                         stat(s, tail);
1851
1852                 } else if (m == M_FULL) {
1853
1854                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1855                         add_full(s, n, page);
1856
1857                 }
1858         }
1859
1860         l = m;
1861         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1862                                 old.freelist, old.counters,
1863                                 new.freelist, new.counters,
1864                                 "unfreezing slab"))
1865                 goto redo;
1866
1867         if (lock)
1868                 spin_unlock(&n->list_lock);
1869
1870         if (m == M_FREE) {
1871                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1872                 discard_slab(s, page);
1873                 stat(s, FREE_SLAB);
1874         }
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1879  *
1880  * This function must be called with interrupts disabled
1881  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1882  * to guarantee no concurrent accesses).
1883  */
1884 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1885                 struct kmem_cache_cpu *c)
1886 {
1887         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1888         struct page *page, *discard_page = NULL;
1889
1890         while ((page = c->partial)) {
1891                 struct page new;
1892                 struct page old;
1893
1894                 c->partial = page->next;
1895
1896                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1897                 if (n != n2) {
1898                         if (n)
1899                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1900
1901                         n = n2;
1902                         spin_lock(&n->list_lock);
1903                 }
1904
1905                 do {
1906
1907                         old.freelist = page->freelist;
1908                         old.counters = page->counters;
1909                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1910
1911                         new.counters = old.counters;
1912                         new.freelist = old.freelist;
1913
1914                         new.frozen = 0;
1915
1916                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1917                                 old.freelist, old.counters,
1918                                 new.freelist, new.counters,
1919                                 "unfreezing slab"));
1920
1921                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1922                         page->next = discard_page;
1923                         discard_page = page;
1924                 } else {
1925                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1926                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1927                 }
1928         }
1929
1930         if (n)
1931                 spin_unlock(&n->list_lock);
1932
1933         while (discard_page) {
1934                 page = discard_page;
1935                 discard_page = discard_page->next;
1936
1937                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1938                 discard_slab(s, page);
1939                 stat(s, FREE_SLAB);
1940         }
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1945  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1946  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1947  * onto a random cpus partial slot.
1948  *
1949  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1950  * per node partial list.
1951  */
1952 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1953 {
1954         struct page *oldpage;
1955         int pages;
1956         int pobjects;
1957
1958         do {
1959                 pages = 0;
1960                 pobjects = 0;
1961                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1962
1963                 if (oldpage) {
1964                         pobjects = oldpage->pobjects;
1965                         pages = oldpage->pages;
1966                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1967                                 unsigned long flags;
1968                                 /*
1969                                  * partial array is full. Move the existing
1970                                  * set to the per node partial list.
1971                                  */
1972                                 local_irq_save(flags);
1973                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
1974                                 local_irq_restore(flags);
1975                                 oldpage = NULL;
1976                                 pobjects = 0;
1977                                 pages = 0;
1978                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1979                         }
1980                 }
1981
1982                 pages++;
1983                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1984
1985                 page->pages = pages;
1986                 page->pobjects = pobjects;
1987                 page->next = oldpage;
1988
1989         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1990 }
1991
1992 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1993 {
1994         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1995         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1996
1997         c->tid = next_tid(c->tid);
1998         c->page = NULL;
1999         c->freelist = NULL;
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Flush cpu slab.
2004  *
2005  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2006  */
2007 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2008 {
2009         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2010
2011         if (likely(c)) {
2012                 if (c->page)
2013                         flush_slab(s, c);
2014
2015                 unfreeze_partials(s, c);
2016         }
2017 }
2018
2019 static void flush_cpu_slab(void *d)
2020 {
2021         struct kmem_cache *s = d;
2022
2023         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2024 }
2025
2026 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2027 {
2028         struct kmem_cache *s = info;
2029         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2030
2031         return c->page || c->partial;
2032 }
2033
2034 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2035 {
2036         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2037 }
2038
2039 /*
2040  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2041  * locality expectations.
2042  */
2043 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2044 {
2045 #ifdef CONFIG_NUMA
2046         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2047                 return 0;
2048 #endif
2049         return 1;
2050 }
2051
2052 static int count_free(struct page *page)
2053 {
2054         return page->objects - page->inuse;
2055 }
2056
2057 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2058                                         int (*get_count)(struct page *))
2059 {
2060         unsigned long flags;
2061         unsigned long x = 0;
2062         struct page *page;
2063
2064         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2065         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2066                 x += get_count(page);
2067         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2068         return x;
2069 }
2070
2071 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2072 {
2073 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2074         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2075 #else
2076         return 0;
2077 #endif
2078 }
2079
2080 static noinline void
2081 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2082 {
2083         int node;
2084
2085         printk(KERN_WARNING
2086                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2087                 nid, gfpflags);
2088         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2089                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2090                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2091
2092         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2093                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2094                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2095
2096         for_each_online_node(node) {
2097                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2098                 unsigned long nr_slabs;
2099                 unsigned long nr_objs;
2100                 unsigned long nr_free;
2101
2102                 if (!n)
2103                         continue;
2104
2105                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2106                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2107                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2108
2109                 printk(KERN_WARNING
2110                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2111                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2112         }
2113 }
2114
2115 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2116                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2117 {
2118         void *freelist;
2119         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2120         struct page *page;
2121
2122         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2123
2124         if (freelist)
2125                 return freelist;
2126
2127         page = new_slab(s, flags, node);
2128         if (page) {
2129                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2130                 if (c->page)
2131                         flush_slab(s, c);
2132
2133                 /*
2134                  * No other reference to the page yet so we can
2135                  * muck around with it freely without cmpxchg
2136                  */
2137                 freelist = page->freelist;
2138                 page->freelist = NULL;
2139
2140                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2141                 c->page = page;
2142                 *pc = c;
2143         } else
2144                 freelist = NULL;
2145
2146         return freelist;
2147 }
2148
2149 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2150 {
2151         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2152                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2153
2154         return true;
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2159  * or deactivate the page.
2160  *
2161  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2162  *
2163  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2164  *
2165  * This function must be called with interrupt disabled.
2166  */
2167 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2168 {
2169         struct page new;
2170         unsigned long counters;
2171         void *freelist;
2172
2173         do {
2174                 freelist = page->freelist;
2175                 counters = page->counters;
2176
2177                 new.counters = counters;
2178                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2179
2180                 new.inuse = page->objects;
2181                 new.frozen = freelist != NULL;
2182
2183         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2184                 freelist, counters,
2185                 NULL, new.counters,
2186                 "get_freelist"));
2187
2188         return freelist;
2189 }
2190
2191 /*
2192  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2193  * debugging duties.
2194  *
2195  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2196  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2197  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2198  *
2199  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2200  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2201  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2202  *
2203  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2204  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2205  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2206  */
2207 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2208                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2209 {
2210         void *freelist;
2211         struct page *page;
2212         unsigned long flags;
2213
2214         local_irq_save(flags);
2215 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2216         /*
2217          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2218          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2219          * pointer.
2220          */
2221         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2222 #endif
2223
2224         page = c->page;
2225         if (!page)
2226                 goto new_slab;
2227 redo:
2228
2229         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2230                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2231                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2232                 c->page = NULL;
2233                 c->freelist = NULL;
2234                 goto new_slab;
2235         }
2236
2237         /*
2238          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2239          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2240          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2241          */
2242         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2243                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2244                 c->page = NULL;
2245                 c->freelist = NULL;
2246                 goto new_slab;
2247         }
2248
2249         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2250         freelist = c->freelist;
2251         if (freelist)
2252                 goto load_freelist;
2253
2254         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2255
2256         freelist = get_freelist(s, page);
2257
2258         if (!freelist) {
2259                 c->page = NULL;
2260                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2261                 goto new_slab;
2262         }
2263
2264         stat(s, ALLOC_REFILL);
2265
2266 load_freelist:
2267         /*
2268          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2269          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2270          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2271          */
2272         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2273         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2274         c->tid = next_tid(c->tid);
2275         local_irq_restore(flags);
2276         return freelist;
2277
2278 new_slab:
2279
2280         if (c->partial) {
2281                 page = c->page = c->partial;
2282                 c->partial = page->next;
2283                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2284                 c->freelist = NULL;
2285                 goto redo;
2286         }
2287
2288         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2289
2290         if (unlikely(!freelist)) {
2291                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2292                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2293
2294                 local_irq_restore(flags);
2295                 return NULL;
2296         }
2297
2298         page = c->page;
2299         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2300                 goto load_freelist;
2301
2302         /* Only entered in the debug case */
2303         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2304                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2305
2306         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2307         c->page = NULL;
2308         c->freelist = NULL;
2309         local_irq_restore(flags);
2310         return freelist;
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2315  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2316  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2317  *
2318  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2319  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2320  *
2321  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2322  */
2323 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2324                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2325 {
2326         void **object;
2327         struct kmem_cache_cpu *c;
2328         struct page *page;
2329         unsigned long tid;
2330
2331         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2332                 return NULL;
2333
2334         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2335 redo:
2336         /*
2337          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2338          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2339          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2340          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2341          *
2342          * Preemption is disabled for the retrieval of the tid because that
2343          * must occur from the current processor. We cannot allow rescheduling
2344          * on a different processor between the determination of the pointer
2345          * and the retrieval of the tid.
2346          */
2347         preempt_disable();
2348         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2349
2350         /*
2351          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2352          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2353          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2354          * linked list in between.
2355          */
2356         tid = c->tid;
2357         preempt_enable();
2358
2359         object = c->freelist;
2360         page = c->page;
2361         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2362                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2363
2364         else {
2365                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2366
2367                 /*
2368                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2369                  * operation and if we are on the right processor.
2370                  *
2371                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2372                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2373                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2374                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2375                  *
2376                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2377                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2378                  */
2379                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2380                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2381                                 object, tid,
2382                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2383
2384                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2385                         goto redo;
2386                 }
2387                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2388                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2389         }
2390
2391         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2392                 memset(object, 0, s->object_size);
2393
2394         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2395
2396         return object;
2397 }
2398
2399 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2400                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2401 {
2402         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2403 }
2404
2405 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2406 {
2407         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2408
2409         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2410
2411         return ret;
2412 }
2413 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2414
2415 #ifdef CONFIG_TRACING
2416 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2417 {
2418         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2419         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2420         return ret;
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2423
2424 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2425 {
2426         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2427         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2428         return ret;
2429 }
2430 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2431 #endif
2432
2433 #ifdef CONFIG_NUMA
2434 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2435 {
2436         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2437
2438         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2439                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2440
2441         return ret;
2442 }
2443 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2444
2445 #ifdef CONFIG_TRACING
2446 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2447                                     gfp_t gfpflags,
2448                                     int node, size_t size)
2449 {
2450         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2451
2452         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2453                            size, s->size, gfpflags, node);
2454         return ret;
2455 }
2456 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2457 #endif
2458 #endif
2459
2460 /*
2461  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2462  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2463  *
2464  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2465  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2466  * handling required then we can return immediately.
2467  */
2468 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2469                         void *x, unsigned long addr)
2470 {
2471         void *prior;
2472         void **object = (void *)x;
2473         int was_frozen;
2474         struct page new;
2475         unsigned long counters;
2476         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2477         unsigned long uninitialized_var(flags);
2478
2479         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2480
2481         if (kmem_cache_debug(s) &&
2482                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2483                 return;
2484
2485         do {
2486                 if (unlikely(n)) {
2487                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2488                         n = NULL;
2489                 }
2490                 prior = page->freelist;
2491                 counters = page->counters;
2492                 set_freepointer(s, object, prior);
2493                 new.counters = counters;
2494                 was_frozen = new.frozen;
2495                 new.inuse--;
2496                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2497
2498                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2499
2500                                 /*
2501                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2502                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2503                                  */
2504                                 new.frozen = 1;
2505
2506                         else { /* Needs to be taken off a list */
2507
2508                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2509                                 /*
2510                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2511                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2512                                  * drop the list_lock without any processing.
2513                                  *
2514                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2515                                  * other processors updating the list of slabs.
2516                                  */
2517                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2518
2519                         }
2520                 }
2521
2522         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2523                 prior, counters,
2524                 object, new.counters,
2525                 "__slab_free"));
2526
2527         if (likely(!n)) {
2528
2529                 /*
2530                  * If we just froze the page then put it onto the
2531                  * per cpu partial list.
2532                  */
2533                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2534                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2535                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2536                 }
2537                 /*
2538                  * The list lock was not taken therefore no list
2539                  * activity can be necessary.
2540                  */
2541                 if (was_frozen)
2542                         stat(s, FREE_FROZEN);
2543                 return;
2544         }
2545
2546         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2547                 goto slab_empty;
2548
2549         /*
2550          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2551          * then add it.
2552          */
2553         if (kmem_cache_debug(s) && unlikely(!prior)) {
2554                 remove_full(s, page);
2555                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2556                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2557         }
2558         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2559         return;
2560
2561 slab_empty:
2562         if (prior) {
2563                 /*
2564                  * Slab on the partial list.
2565                  */
2566                 remove_partial(n, page);
2567                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2568         } else
2569                 /* Slab must be on the full list */
2570                 remove_full(s, page);
2571
2572         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2573         stat(s, FREE_SLAB);
2574         discard_slab(s, page);
2575 }
2576
2577 /*
2578  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2579  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2580  *
2581  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2582  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2583  * the item before.
2584  *
2585  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2586  * with all sorts of special processing.
2587  */
2588 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2589                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2590 {
2591         void **object = (void *)x;
2592         struct kmem_cache_cpu *c;
2593         unsigned long tid;
2594
2595         slab_free_hook(s, x);
2596
2597 redo:
2598         /*
2599          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2600          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2601          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2602          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2603          */
2604         preempt_disable();
2605         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2606
2607         tid = c->tid;
2608         preempt_enable();
2609
2610         if (likely(page == c->page)) {
2611                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2612
2613                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2614                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2615                                 c->freelist, tid,
2616                                 object, next_tid(tid)))) {
2617
2618                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2619                         goto redo;
2620                 }
2621                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2622         } else
2623                 __slab_free(s, page, x, addr);
2624
2625 }
2626
2627 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2628 {
2629         s = cache_from_obj(s, x);
2630         if (!s)
2631                 return;
2632         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2633         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2634 }
2635 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2636
2637 /*
2638  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2639  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2640  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2641  * another.
2642  *
2643  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2644  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2645  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2646  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2647  * locking overhead.
2648  */
2649
2650 /*
2651  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2652  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2653  * and increases the number of allocations possible without having to
2654  * take the list_lock.
2655  */
2656 static int slub_min_order;
2657 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2658 static int slub_min_objects;
2659
2660 /*
2661  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2662  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2663  */
2664 static int slub_nomerge;
2665
2666 /*
2667  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2668  *
2669  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2670  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2671  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2672  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2673  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2674  * would be wasted.
2675  *
2676  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2677  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2678  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2679  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2680  *
2681  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2682  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2683  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2684  * of space in favor of a small page order.
2685  *
2686  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2687  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2688  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2689  * the smallest order which will fit the object.
2690  */
2691 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2692                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2693 {
2694         int order;
2695         int rem;
2696         int min_order = slub_min_order;
2697
2698         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2699                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2700
2701         for (order = max(min_order,
2702                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2703                         order <= max_order; order++) {
2704
2705                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2706
2707                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2708                         continue;
2709
2710                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2711
2712                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2713                         break;
2714
2715         }
2716
2717         return order;
2718 }
2719
2720 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2721 {
2722         int order;
2723         int min_objects;
2724         int fraction;
2725         int max_objects;
2726
2727         /*
2728          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2729          * works by first attempting to generate a layout with
2730          * the best configuration and backing off gradually.
2731          *
2732          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2733          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2734          */
2735         min_objects = slub_min_objects;
2736         if (!min_objects)
2737                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2738         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2739         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2740
2741         while (min_objects > 1) {
2742                 fraction = 16;
2743                 while (fraction >= 4) {
2744                         order = slab_order(size, min_objects,
2745                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2746                         if (order <= slub_max_order)
2747                                 return order;
2748                         fraction /= 2;
2749                 }
2750                 min_objects--;
2751         }
2752
2753         /*
2754          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2755          * lets see if we can place a single object there.
2756          */
2757         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2758         if (order <= slub_max_order)
2759                 return order;
2760
2761         /*
2762          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2763          */
2764         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2765         if (order < MAX_ORDER)
2766                 return order;
2767         return -ENOSYS;
2768 }
2769
2770 static void
2771 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2772 {
2773         n->nr_partial = 0;
2774         spin_lock_init(&n->list_lock);
2775         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2776 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2777         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2778         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2779         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2780 #endif
2781 }
2782
2783 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2784 {
2785         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2786                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2787
2788         /*
2789          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2790          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2791          */
2792         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2793                                      2 * sizeof(void *));
2794
2795         if (!s->cpu_slab)
2796                 return 0;
2797
2798         init_kmem_cache_cpus(s);
2799
2800         return 1;
2801 }
2802
2803 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2804
2805 /*
2806  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2807  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2808  * possible.
2809  *
2810  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2811  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2812  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2813  */
2814 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2815 {
2816         struct page *page;
2817         struct kmem_cache_node *n;
2818
2819         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2820
2821         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2822
2823         BUG_ON(!page);
2824         if (page_to_nid(page) != node) {
2825                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2826                                 "node %d\n", node);
2827                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2828                                 "in order to be able to continue\n");
2829         }
2830
2831         n = page->freelist;
2832         BUG_ON(!n);
2833         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2834         page->inuse = 1;
2835         page->frozen = 0;
2836         kmem_cache_node->node[node] = n;
2837 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2838         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2839         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2840 #endif
2841         init_kmem_cache_node(n);
2842         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2843
2844         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2845 }
2846
2847 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2848 {
2849         int node;
2850
2851         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2852                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2853
2854                 if (n)
2855                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2856
2857                 s->node[node] = NULL;
2858         }
2859 }
2860
2861 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2862 {
2863         int node;
2864
2865         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2866                 struct kmem_cache_node *n;
2867
2868                 if (slab_state == DOWN) {
2869                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2870                         continue;
2871                 }
2872                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2873                                                 GFP_KERNEL, node);
2874
2875                 if (!n) {
2876                         free_kmem_cache_nodes(s);
2877                         return 0;
2878                 }
2879
2880                 s->node[node] = n;
2881                 init_kmem_cache_node(n);
2882         }
2883         return 1;
2884 }
2885
2886 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2887 {
2888         if (min < MIN_PARTIAL)
2889                 min = MIN_PARTIAL;
2890         else if (min > MAX_PARTIAL)
2891                 min = MAX_PARTIAL;
2892         s->min_partial = min;
2893 }
2894
2895 /*
2896  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2897  * a slab object.
2898  */
2899 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2900 {
2901         unsigned long flags = s->flags;
2902         unsigned long size = s->object_size;
2903         int order;
2904
2905         /*
2906          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2907          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2908          * the possible location of the free pointer.
2909          */
2910         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2911
2912 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2913         /*
2914          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2915          * the slab may touch the object after free or before allocation
2916          * then we should never poison the object itself.
2917          */
2918         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2919                         !s->ctor)
2920                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2921         else
2922                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2923
2924
2925         /*
2926          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2927          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2928          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2929          */
2930         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2931                 size += sizeof(void *);
2932 #endif
2933
2934         /*
2935          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2936          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2937          */
2938         s->inuse = size;
2939
2940         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2941                 s->ctor)) {
2942                 /*
2943                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2944                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2945                  * kmem_cache_free.
2946                  *
2947                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2948                  * destructor or are poisoning the objects.
2949                  */
2950                 s->offset = size;
2951                 size += sizeof(void *);
2952         }
2953
2954 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2955         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2956                 /*
2957                  * Need to store information about allocs and frees after
2958                  * the object.
2959                  */
2960                 size += 2 * sizeof(struct track);
2961
2962         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2963                 /*
2964                  * Add some empty padding so that we can catch
2965                  * overwrites from earlier objects rather than let
2966                  * tracking information or the free pointer be
2967                  * corrupted if a user writes before the start
2968                  * of the object.
2969                  */
2970                 size += sizeof(void *);
2971 #endif
2972
2973         /*
2974          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2975          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2976          * each object to conform to the alignment.
2977          */
2978         size = ALIGN(size, s->align);
2979         s->size = size;
2980         if (forced_order >= 0)
2981                 order = forced_order;
2982         else
2983                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2984
2985         if (order < 0)
2986                 return 0;
2987
2988         s->allocflags = 0;
2989         if (order)
2990                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2991
2992         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2993                 s->allocflags |= GFP_DMA;
2994
2995         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2996                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2997
2998         /*
2999          * Determine the number of objects per slab
3000          */
3001         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3002         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3003         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3004                 s->max = s->oo;
3005
3006         return !!oo_objects(s->oo);
3007 }
3008
3009 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3010 {
3011         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3012         s->reserved = 0;
3013
3014         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3015                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3016
3017         if (!calculate_sizes(s, -1))
3018                 goto error;
3019         if (disable_higher_order_debug) {
3020                 /*
3021                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3022                  * order increased.
3023                  */
3024                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3025                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3026                         s->offset = 0;
3027                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3028                                 goto error;
3029                 }
3030         }
3031
3032 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3033     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3034         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3035                 /* Enable fast mode */
3036                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3037 #endif
3038
3039         /*
3040          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3041          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3042          */
3043         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3044
3045         /*
3046          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3047          * per cpu partial lists of a processor.
3048          *
3049          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3050          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3051          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3052          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3053          *
3054          * This setting also determines
3055          *
3056          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3057          *    per node list when we reach the limit.
3058          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3059          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3060          *    to keep some capacity around for frees.
3061          */
3062         if (kmem_cache_debug(s))
3063                 s->cpu_partial = 0;
3064         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3065                 s->cpu_partial = 2;
3066         else if (s->size >= 1024)
3067                 s->cpu_partial = 6;
3068         else if (s->size >= 256)
3069                 s->cpu_partial = 13;
3070         else
3071                 s->cpu_partial = 30;
3072
3073 #ifdef CONFIG_NUMA
3074         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3075 #endif
3076         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3077                 goto error;
3078
3079         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3080                 return 0;
3081
3082         free_kmem_cache_nodes(s);
3083 error:
3084         if (flags & SLAB_PANIC)
3085                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3086                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3087                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size, oo_order(s->oo),
3088                         s->offset, flags);
3089         return -EINVAL;
3090 }
3091
3092 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3093                                                         const char *text)
3094 {
3095 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3096         void *addr = page_address(page);
3097         void *p;
3098         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3099                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3100         if (!map)
3101                 return;
3102         slab_err(s, page, text, s->name);
3103         slab_lock(page);
3104
3105         get_map(s, page, map);
3106         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3107
3108                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3109                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3110                                                         p, p - addr);
3111                         print_tracking(s, p);
3112                 }
3113         }
3114         slab_unlock(page);
3115         kfree(map);
3116 #endif
3117 }
3118
3119 /*
3120  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3121  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3122  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3123  */
3124 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3125 {
3126         struct page *page, *h;
3127
3128         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3129                 if (!page->inuse) {
3130                         remove_partial(n, page);
3131                         discard_slab(s, page);
3132                 } else {
3133                         list_slab_objects(s, page,
3134                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3135                 }
3136         }
3137 }
3138
3139 /*
3140  * Release all resources used by a slab cache.
3141  */
3142 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3143 {
3144         int node;
3145
3146         flush_all(s);
3147         /* Attempt to free all objects */
3148         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3149                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3150
3151                 free_partial(s, n);
3152                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3153                         return 1;
3154         }
3155         free_percpu(s->cpu_slab);
3156         free_kmem_cache_nodes(s);
3157         return 0;
3158 }
3159
3160 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3161 {
3162         int rc = kmem_cache_close(s);
3163
3164         if (!rc) {
3165                 /*
3166                  * We do the same lock strategy around sysfs_slab_add, see
3167                  * __kmem_cache_create. Because this is pretty much the last
3168                  * operation we do and the lock will be released shortly after
3169                  * that in slab_common.c, we could just move sysfs_slab_remove
3170                  * to a later point in common code. We should do that when we
3171                  * have a common sysfs framework for all allocators.
3172                  */
3173                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3174                 sysfs_slab_remove(s);
3175                 mutex_lock(&slab_mutex);
3176         }
3177
3178         return rc;
3179 }
3180
3181 /********************************************************************
3182  *              Kmalloc subsystem
3183  *******************************************************************/
3184
3185 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3186 {
3187         get_option(&str, &slub_min_order);
3188
3189         return 1;
3190 }
3191
3192 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3193
3194 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3195 {
3196         get_option(&str, &slub_max_order);
3197         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3198
3199         return 1;
3200 }
3201
3202 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3203
3204 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3205 {
3206         get_option(&str, &slub_min_objects);
3207
3208         return 1;
3209 }
3210
3211 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3212
3213 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3214 {
3215         slub_nomerge = 1;
3216         return 1;
3217 }
3218
3219 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3220
3221 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3222 {
3223         struct kmem_cache *s;
3224         void *ret;
3225
3226         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3227                 return kmalloc_large(size, flags);
3228
3229         s = kmalloc_slab(size, flags);
3230
3231         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3232                 return s;
3233
3234         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3235
3236         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3237
3238         return ret;
3239 }
3240 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3241
3242 #ifdef CONFIG_NUMA
3243 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3244 {
3245         struct page *page;
3246         void *ptr = NULL;
3247
3248         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3249         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3250         if (page)
3251                 ptr = page_address(page);
3252
3253         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3254         return ptr;
3255 }
3256
3257 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3258 {
3259         struct kmem_cache *s;
3260         void *ret;
3261
3262         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3263                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3264
3265                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3266                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3267                                    flags, node);
3268
3269                 return ret;
3270         }
3271
3272         s = kmalloc_slab(size, flags);
3273
3274         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3275                 return s;
3276
3277         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3278
3279         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3280
3281         return ret;
3282 }
3283 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3284 #endif
3285
3286 size_t ksize(const void *object)
3287 {
3288         struct page *page;
3289
3290         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3291                 return 0;
3292
3293         page = virt_to_head_page(object);
3294
3295         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3296                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3297                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3298         }
3299
3300         return slab_ksize(page->slab_cache);
3301 }
3302 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3303
3304 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3305 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3306 {
3307         struct page *page;
3308         void *object = (void *)x;
3309         unsigned long flags;
3310         bool rv;
3311
3312         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3313                 return false;
3314
3315         local_irq_save(flags);
3316
3317         page = virt_to_head_page(x);
3318         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3319                 /* maybe it was from stack? */
3320                 rv = true;
3321                 goto out_unlock;
3322         }
3323
3324         slab_lock(page);
3325         if (on_freelist(page->slab_cache, page, object)) {
3326                 object_err(page->slab_cache, page, object, "Object is on free-list");
3327                 rv = false;
3328         } else {
3329                 rv = true;
3330         }
3331         slab_unlock(page);
3332
3333 out_unlock:
3334         local_irq_restore(flags);
3335         return rv;
3336 }
3337 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3338 #endif
3339
3340 void kfree(const void *x)
3341 {
3342         struct page *page;
3343         void *object = (void *)x;
3344
3345         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3346
3347         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3348                 return;
3349
3350         page = virt_to_head_page(x);
3351         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3352                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3353                 kmemleak_free(x);
3354                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3355                 return;
3356         }
3357         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3358 }
3359 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3360
3361 /*
3362  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3363  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3364  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3365  * and thus they can be removed from the partial lists.
3366  *
3367  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3368  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3369  * are freed in them.
3370  */
3371 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3372 {
3373         int node;
3374         int i;
3375         struct kmem_cache_node *n;
3376         struct page *page;
3377         struct page *t;
3378         int objects = oo_objects(s->max);
3379         struct list_head *slabs_by_inuse =
3380                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3381         unsigned long flags;
3382
3383         if (!slabs_by_inuse)
3384                 return -ENOMEM;
3385
3386         flush_all(s);
3387         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3388                 n = get_node(s, node);
3389
3390                 if (!n->nr_partial)
3391                         continue;
3392
3393                 for (i = 0; i < objects; i++)
3394                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3395
3396                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3397
3398                 /*
3399                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3400                  *
3401                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3402                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3403                  */
3404                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3405                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3406                         if (!page->inuse)
3407                                 n->nr_partial--;
3408                 }
3409
3410                 /*
3411                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3412                  * first and the least used slabs at the end.
3413                  */
3414                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3415                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3416
3417                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3418
3419                 /* Release empty slabs */
3420                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3421                         discard_slab(s, page);
3422         }
3423
3424         kfree(slabs_by_inuse);
3425         return 0;
3426 }
3427 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3428
3429 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3430 {
3431         struct kmem_cache *s;
3432
3433         mutex_lock(&slab_mutex);
3434         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3435                 kmem_cache_shrink(s);
3436         mutex_unlock(&slab_mutex);
3437
3438         return 0;
3439 }
3440
3441 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3442 {
3443         struct kmem_cache_node *n;
3444         struct kmem_cache *s;
3445         struct memory_notify *marg = arg;
3446         int offline_node;
3447
3448         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3449
3450         /*
3451          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3452          * for it yet.
3453          */
3454         if (offline_node < 0)
3455                 return;
3456
3457         mutex_lock(&slab_mutex);
3458         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3459                 n = get_node(s, offline_node);
3460                 if (n) {
3461                         /*
3462                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3463                          * that is going down. We were unable to free them,
3464                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3465                          * callback. So, we must fail.
3466                          */
3467                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3468
3469                         s->node[offline_node] = NULL;
3470                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3471                 }
3472         }
3473         mutex_unlock(&slab_mutex);
3474 }
3475
3476 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3477 {
3478         struct kmem_cache_node *n;
3479         struct kmem_cache *s;
3480         struct memory_notify *marg = arg;
3481         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3482         int ret = 0;
3483
3484         /*
3485          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3486          * already created. Nothing to do.
3487          */
3488         if (nid < 0)
3489                 return 0;
3490
3491         /*
3492          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3493          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3494          * online.
3495          */
3496         mutex_lock(&slab_mutex);
3497         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3498                 /*
3499                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3500                  *      since memory is not yet available from the node that
3501                  *      is brought up.
3502                  */
3503                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3504                 if (!n) {
3505                         ret = -ENOMEM;
3506                         goto out;
3507                 }
3508                 init_kmem_cache_node(n);
3509                 s->node[nid] = n;
3510         }
3511 out:
3512         mutex_unlock(&slab_mutex);
3513         return ret;
3514 }
3515
3516 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3517                                 unsigned long action, void *arg)
3518 {
3519         int ret = 0;
3520
3521         switch (action) {
3522         case MEM_GOING_ONLINE:
3523                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3524                 break;
3525         case MEM_GOING_OFFLINE:
3526                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3527                 break;
3528         case MEM_OFFLINE:
3529         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3530                 slab_mem_offline_callback(arg);
3531                 break;
3532         case MEM_ONLINE:
3533         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3534                 break;
3535         }
3536         if (ret)
3537                 ret = notifier_from_errno(ret);
3538         else
3539                 ret = NOTIFY_OK;
3540         return ret;
3541 }
3542
3543 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3544         .notifier_call = slab_memory_callback,
3545         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3546 };
3547
3548 /********************************************************************
3549  *                      Basic setup of slabs
3550  *******************************************************************/
3551
3552 /*
3553  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3554  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3555  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3556  */
3557
3558 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3559 {
3560         int node;
3561         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3562
3563         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3564
3565         /*
3566          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3567          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3568          * IPIs around.
3569          */
3570         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3571         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3572                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3573                 struct page *p;
3574
3575                 if (n) {
3576                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3577                                 p->slab_cache = s;
3578
3579 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3580                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3581                                 p->slab_cache = s;
3582 #endif
3583                 }
3584         }
3585         list_add(&s->list, &slab_caches);
3586         return s;
3587 }
3588
3589 void __init kmem_cache_init(void)
3590 {
3591         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3592                 boot_kmem_cache_node;
3593
3594         if (debug_guardpage_minorder())
3595                 slub_max_order = 0;
3596
3597         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3598         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3599
3600         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3601                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3602
3603         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3604
3605         /* Able to allocate the per node structures */
3606         slab_state = PARTIAL;
3607
3608         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3609                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3610                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3611                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3612
3613         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3614
3615         /*
3616          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3617          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3618          * update any list pointers.
3619          */
3620         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3621
3622         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3623         create_kmalloc_caches(0);
3624
3625 #ifdef CONFIG_SMP
3626         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3627 #endif
3628
3629         printk(KERN_INFO
3630                 "SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3631                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3632                 cache_line_size(),
3633                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3634                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3635 }
3636
3637 void __init kmem_cache_init_late(void)
3638 {
3639 }
3640
3641 /*
3642  * Find a mergeable slab cache
3643  */
3644 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3645 {
3646         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3647                 return 1;
3648
3649         if (s->ctor)
3650                 return 1;
3651
3652         /*
3653          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3654          */
3655         if (s->refcount < 0)
3656                 return 1;
3657
3658         return 0;
3659 }
3660
3661 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3662                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3663                 void (*ctor)(void *))
3664 {
3665         struct kmem_cache *s;
3666
3667         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3668                 return NULL;
3669
3670         if (ctor)
3671                 return NULL;
3672
3673         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3674         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3675         size = ALIGN(size, align);
3676         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3677
3678         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3679                 if (slab_unmergeable(s))
3680                         continue;
3681
3682                 if (size > s->size)
3683                         continue;
3684
3685                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3686                                 continue;
3687                 /*
3688                  * Check if alignment is compatible.
3689                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3690                  */
3691                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3692                         continue;
3693
3694                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3695                         continue;
3696
3697                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3698                         continue;
3699
3700                 return s;
3701         }
3702         return NULL;
3703 }
3704
3705 struct kmem_cache *
3706 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3707                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3708 {
3709         struct kmem_cache *s;
3710
3711         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3712         if (s) {
3713                 s->refcount++;
3714                 /*
3715                  * Adjust the object sizes so that we clear
3716                  * the complete object on kzalloc.
3717                  */
3718                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3719                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3720
3721                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3722                         s->refcount--;
3723                         s = NULL;
3724                 }
3725         }
3726
3727         return s;
3728 }
3729
3730 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3731 {
3732         int err;
3733
3734         err = kmem_cache_open(s, flags);
3735         if (err)
3736                 return err;
3737
3738         /* Mutex is not taken during early boot */
3739         if (slab_state <= UP)
3740                 return 0;
3741
3742         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3743         mutex_unlock(&slab_mutex);
3744         err = sysfs_slab_add(s);
3745         mutex_lock(&slab_mutex);
3746
3747         if (err)
3748                 kmem_cache_close(s);
3749
3750         return err;
3751 }
3752
3753 #ifdef CONFIG_SMP
3754 /*
3755  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3756  * necessary.
3757  */
3758 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3759                 unsigned long action, void *hcpu)
3760 {
3761         long cpu = (long)hcpu;
3762         struct kmem_cache *s;
3763         unsigned long flags;
3764
3765         switch (action) {
3766         case CPU_UP_CANCELED:
3767         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3768         case CPU_DEAD:
3769         case CPU_DEAD_FROZEN:
3770                 mutex_lock(&slab_mutex);
3771                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3772                         local_irq_save(flags);
3773                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3774                         local_irq_restore(flags);
3775                 }
3776                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3777                 break;
3778         default:
3779                 break;
3780         }
3781         return NOTIFY_OK;
3782 }
3783
3784 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3785         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3786 };
3787
3788 #endif
3789
3790 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3791 {
3792         struct kmem_cache *s;
3793         void *ret;
3794
3795         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3796                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3797
3798         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3799
3800         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3801                 return s;
3802
3803         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3804
3805         /* Honor the call site pointer we received. */
3806         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3807
3808         return ret;
3809 }
3810
3811 #ifdef CONFIG_NUMA
3812 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3813                                         int node, unsigned long caller)
3814 {
3815         struct kmem_cache *s;
3816         void *ret;
3817
3818         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3819                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3820
3821                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3822                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3823                                    gfpflags, node);
3824
3825                 return ret;
3826         }
3827
3828         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3829
3830         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3831                 return s;
3832
3833         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3834
3835         /* Honor the call site pointer we received. */
3836         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3837
3838         return ret;
3839 }
3840 #endif
3841
3842 #ifdef CONFIG_SYSFS
3843 static int count_inuse(struct page *page)
3844 {
3845         return page->inuse;
3846 }
3847
3848 static int count_total(struct page *page)
3849 {
3850         return page->objects;
3851 }
3852 #endif
3853
3854 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3855 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3856                                                 unsigned long *map)
3857 {
3858         void *p;
3859         void *addr = page_address(page);
3860
3861         if (!check_slab(s, page) ||
3862                         !on_freelist(s, page, NULL))
3863                 return 0;
3864
3865         /* Now we know that a valid freelist exists */
3866         bitmap_zero(map, page->objects);
3867
3868         get_map(s, page, map);
3869         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3870                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3871                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3872                                 return 0;
3873         }
3874
3875         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3876                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3877                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3878                                 return 0;
3879         return 1;
3880 }
3881
3882 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3883                                                 unsigned long *map)
3884 {
3885         slab_lock(page);
3886         validate_slab(s, page, map);
3887         slab_unlock(page);
3888 }
3889
3890 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3891                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3892 {
3893         unsigned long count = 0;
3894         struct page *page;
3895         unsigned long flags;
3896
3897         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3898
3899         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3900                 validate_slab_slab(s, page, map);
3901                 count++;
3902         }
3903         if (count != n->nr_partial)
3904                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3905                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3906
3907         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3908                 goto out;
3909
3910         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3911                 validate_slab_slab(s, page, map);
3912                 count++;
3913         }
3914         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3915                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3916                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3917                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3918
3919 out:
3920         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3921         return count;
3922 }
3923
3924 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3925 {
3926         int node;
3927         unsigned long count = 0;
3928         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3929                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3930
3931         if (!map)
3932                 return -ENOMEM;
3933
3934         flush_all(s);
3935         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3936                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3937
3938                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3939         }
3940         kfree(map);
3941         return count;
3942 }
3943 /*
3944  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3945  * and freed.
3946  */
3947
3948 struct location {
3949         unsigned long count;
3950         unsigned long addr;
3951         long long sum_time;
3952         long min_time;
3953         long max_time;
3954         long min_pid;
3955         long max_pid;
3956         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3957         nodemask_t nodes;
3958 };
3959
3960 struct loc_track {
3961         unsigned long max;
3962         unsigned long count;
3963         struct location *loc;
3964 };
3965
3966 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3967 {
3968         if (t->max)
3969                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3970                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3971 }
3972
3973 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3974 {
3975         struct location *l;
3976         int order;
3977
3978         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3979
3980         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3981         if (!l)
3982                 return 0;
3983
3984         if (t->count) {
3985                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3986                 free_loc_track(t);
3987         }
3988         t->max = max;
3989         t->loc = l;
3990         return 1;
3991 }
3992
3993 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3994                                 const struct track *track)
3995 {
3996         long start, end, pos;
3997         struct location *l;
3998         unsigned long caddr;
3999         unsigned long age = jiffies - track->when;
4000
4001         start = -1;
4002         end = t->count;
4003
4004         for ( ; ; ) {
4005                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4006
4007                 /*
4008                  * There is nothing at "end". If we end up there
4009                  * we need to add something to before end.
4010                  */
4011                 if (pos == end)
4012                         break;
4013
4014                 caddr = t->loc[pos].addr;
4015                 if (track->addr == caddr) {
4016
4017                         l = &t->loc[pos];
4018                         l->count++;
4019                         if (track->when) {
4020                                 l->sum_time += age;
4021                                 if (age < l->min_time)
4022                                         l->min_time = age;
4023                                 if (age > l->max_time)
4024                                         l->max_time = age;
4025
4026                                 if (track->pid < l->min_pid)
4027                                         l->min_pid = track->pid;
4028                                 if (track->pid > l->max_pid)
4029                                         l->max_pid = track->pid;
4030
4031                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4032                                                 to_cpumask(l->cpus));
4033                         }
4034                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4035                         return 1;
4036                 }
4037
4038                 if (track->addr < caddr)
4039                         end = pos;
4040                 else
4041                         start = pos;
4042         }
4043
4044         /*
4045          * Not found. Insert new tracking element.
4046          */
4047         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4048                 return 0;
4049
4050         l = t->loc + pos;
4051         if (pos < t->count)
4052                 memmove(l + 1, l,
4053                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4054         t->count++;
4055         l->count = 1;
4056         l->addr = track->addr;
4057         l->sum_time = age;
4058         l->min_time = age;
4059         l->max_time = age;
4060         l->min_pid = track->pid;
4061         l->max_pid = track->pid;
4062         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4063         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4064         nodes_clear(l->nodes);
4065         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4066         return 1;
4067 }
4068
4069 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4070                 struct page *page, enum track_item alloc,
4071                 unsigned long *map)
4072 {
4073         void *addr = page_address(page);
4074         void *p;
4075
4076         bitmap_zero(map, page->objects);
4077         get_map(s, page, map);
4078
4079         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4080                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4081                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4082 }
4083
4084 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4085                                         enum track_item alloc)
4086 {
4087         int len = 0;
4088         unsigned long i;
4089         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4090         int node;
4091         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4092                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4093
4094         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4095                                      GFP_TEMPORARY)) {
4096                 kfree(map);
4097                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4098         }
4099         /* Push back cpu slabs */
4100         flush_all(s);
4101
4102         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4103                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4104                 unsigned long flags;
4105                 struct page *page;
4106
4107                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4108                         continue;
4109
4110                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4111                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4112                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4113                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4114                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4115                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4116         }
4117
4118         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4119                 struct location *l = &t.loc[i];
4120
4121                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4122                         break;
4123                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4124
4125                 if (l->addr)
4126                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4127                 else
4128                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4129
4130                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4131                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4132                                 l->min_time,
4133                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4134                                 l->max_time);
4135                 } else
4136                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4137                                 l->min_time);
4138
4139                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4140                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4141                                 l->min_pid, l->max_pid);
4142                 else
4143                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4144                                 l->min_pid);
4145
4146                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4147                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4148                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4149                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4150                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4151                                                  to_cpumask(l->cpus));
4152                 }
4153
4154                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4155                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4156                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4157                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4158                                         l->nodes);
4159                 }
4160
4161                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4162         }
4163
4164         free_loc_track(&t);
4165         kfree(map);
4166         if (!t.count)
4167                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4168         return len;
4169 }
4170 #endif
4171
4172 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4173 static void resiliency_test(void)
4174 {
4175         u8 *p;
4176
4177         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4178
4179         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4180         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4181         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4182
4183         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4184         p[16] = 0x12;
4185         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4186                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4187
4188         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4189
4190         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4191         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4192         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4193         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4194                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4195         printk(KERN_ERR
4196                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4197
4198         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4199         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4200         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4201         *p = 0x56;
4202         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4203                                                                         p);
4204         printk(KERN_ERR
4205                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4206         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4207
4208         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4209         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4210         kfree(p);
4211         *p = 0x78;
4212         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4213         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4214
4215         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4216         kfree(p);
4217         p[50] = 0x9a;
4218         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4219                         p);
4220         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4221
4222         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4223         kfree(p);
4224         p[512] = 0xab;
4225         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4226         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4227 }
4228 #else
4229 #ifdef CONFIG_SYSFS
4230 static void resiliency_test(void) {};
4231 #endif
4232 #endif
4233
4234 #ifdef CONFIG_SYSFS
4235 enum slab_stat_type {
4236         SL_ALL,                 /* All slabs */
4237         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4238         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4239         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4240         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4241 };
4242
4243 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4244 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4245 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4246 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4247 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4248
4249 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4250                             char *buf, unsigned long flags)
4251 {
4252         unsigned long total = 0;
4253         int node;
4254         int x;
4255         unsigned long *nodes;
4256         unsigned long *per_cpu;
4257
4258         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4259         if (!nodes)
4260                 return -ENOMEM;
4261         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4262
4263         if (flags & SO_CPU) {
4264                 int cpu;
4265
4266                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4267                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4268                         int node;
4269                         struct page *page;
4270
4271                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4272                         if (!page)
4273                                 continue;
4274
4275                         node = page_to_nid(page);
4276                         if (flags & SO_TOTAL)
4277                                 x = page->objects;
4278                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4279                                 x = page->inuse;
4280                         else
4281                                 x = 1;
4282
4283                         total += x;
4284                         nodes[node] += x;
4285
4286                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4287                         if (page) {
4288                                 x = page->pobjects;
4289                                 total += x;
4290                                 nodes[node] += x;
4291                         }
4292
4293                         per_cpu[node]++;
4294                 }
4295         }
4296
4297         lock_memory_hotplug();
4298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4299         if (flags & SO_ALL) {
4300                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4301                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4302
4303                 if (flags & SO_TOTAL)
4304                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4305                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4306                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4307                                 count_partial(n, count_free);
4308
4309                         else
4310                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4311                         total += x;
4312                         nodes[node] += x;
4313                 }
4314
4315         } else
4316 #endif
4317         if (flags & SO_PARTIAL) {
4318                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4319                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4320
4321                         if (flags & SO_TOTAL)
4322                                 x = count_partial(n, count_total);
4323                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4324                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4325                         else
4326                                 x = n->nr_partial;
4327                         total += x;
4328                         nodes[node] += x;
4329                 }
4330         }
4331         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4332 #ifdef CONFIG_NUMA
4333         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4334                 if (nodes[node])
4335                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4336                                         node, nodes[node]);
4337 #endif
4338         unlock_memory_hotplug();
4339         kfree(nodes);
4340         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4341 }
4342
4343 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4344 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4345 {
4346         int node;
4347
4348         for_each_online_node(node) {
4349                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4350
4351                 if (!n)
4352                         continue;
4353
4354                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4355                         return 1;
4356         }
4357         return 0;
4358 }
4359 #endif
4360
4361 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4362 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4363
4364 struct slab_attribute {
4365         struct attribute attr;
4366         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4367         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4368 };
4369
4370 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4371         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4372         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4373
4374 #define SLAB_ATTR(_name) \
4375         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4376         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4377
4378 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4379 {
4380         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4381 }
4382 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4383
4384 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4385 {
4386         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4387 }
4388 SLAB_ATTR_RO(align);
4389
4390 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4391 {
4392         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4393 }
4394 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4395
4396 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4397 {
4398         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4399 }
4400 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4401
4402 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4403                                 const char *buf, size_t length)
4404 {
4405         unsigned long order;
4406         int err;
4407
4408         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4409         if (err)
4410                 return err;
4411
4412         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4413                 return -EINVAL;
4414
4415         calculate_sizes(s, order);
4416         return length;
4417 }
4418
4419 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4420 {
4421         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4422 }
4423 SLAB_ATTR(order);
4424
4425 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4426 {
4427         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4428 }
4429
4430 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4431                                  size_t length)
4432 {
4433         unsigned long min;
4434         int err;
4435
4436         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4437         if (err)
4438                 return err;
4439
4440         set_min_partial(s, min);
4441         return length;
4442 }
4443 SLAB_ATTR(min_partial);
4444
4445 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4446 {
4447         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4448 }
4449
4450 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4451                                  size_t length)
4452 {
4453         unsigned long objects;
4454         int err;
4455
4456         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4457         if (err)
4458                 return err;
4459         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4460                 return -EINVAL;
4461
4462         s->cpu_partial = objects;
4463         flush_all(s);
4464         return length;
4465 }
4466 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4467
4468 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4469 {
4470         if (!s->ctor)
4471                 return 0;
4472         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4473 }
4474 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4475
4476 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4477 {
4478         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4479 }
4480 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4481
4482 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4483 {
4484         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4485 }
4486 SLAB_ATTR_RO(partial);
4487
4488 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4489 {
4490         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4491 }
4492 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4493
4494 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4495 {
4496         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4497 }
4498 SLAB_ATTR_RO(objects);
4499
4500 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4501 {
4502         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4503 }
4504 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4505
4506 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4507 {
4508         int objects = 0;
4509         int pages = 0;
4510         int cpu;
4511         int len;
4512
4513         for_each_online_cpu(cpu) {
4514                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4515
4516                 if (page) {
4517                         pages += page->pages;
4518                         objects += page->pobjects;
4519                 }
4520         }
4521
4522         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4523
4524 #ifdef CONFIG_SMP
4525         for_each_online_cpu(cpu) {
4526                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4527
4528                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4529                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4530                                 page->pobjects, page->pages);
4531         }
4532 #endif
4533         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4534 }
4535 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4536
4537 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4538 {
4539         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4540 }
4541
4542 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4543                                 const char *buf, size_t length)
4544 {
4545         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4546         if (buf[0] == '1')
4547                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4548         return length;
4549 }
4550 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4551
4552 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4553 {
4554         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4555 }
4556 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4557
4558 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4559 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4560 {
4561         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4562 }
4563 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4564 #endif
4565
4566 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4567 {
4568         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4569 }
4570 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4571
4572 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4573 {
4574         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4575 }
4576 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4577
4578 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4579 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4580 {
4581         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4582 }
4583 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4584
4585 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4586 {
4587         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4588 }
4589 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4590
4591 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4592 {
4593         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4594 }
4595
4596 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4597                                 const char *buf, size_t length)
4598 {
4599         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4600         if (buf[0] == '1') {
4601                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4602                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4603         }
4604         return length;
4605 }
4606 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4607
4608 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4609 {
4610         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4611 }
4612
4613 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4614                                                         size_t length)
4615 {
4616         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4617         if (buf[0] == '1') {
4618                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4619                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4620         }
4621         return length;
4622 }
4623 SLAB_ATTR(trace);
4624
4625 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4626 {
4627         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4628 }
4629
4630 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4631                                 const char *buf, size_t length)
4632 {
4633         if (any_slab_objects(s))
4634                 return -EBUSY;
4635
4636         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4637         if (buf[0] == '1') {
4638                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4639                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4640         }
4641         calculate_sizes(s, -1);
4642         return length;
4643 }
4644 SLAB_ATTR(red_zone);
4645
4646 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4647 {
4648         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4649 }
4650
4651 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4652                                 const char *buf, size_t length)
4653 {
4654         if (any_slab_objects(s))
4655                 return -EBUSY;
4656
4657         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4658         if (buf[0] == '1') {
4659                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4660                 s->flags |= SLAB_POISON;
4661         }
4662         calculate_sizes(s, -1);
4663         return length;
4664 }
4665 SLAB_ATTR(poison);
4666
4667 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4668 {
4669         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4670 }
4671
4672 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4673                                 const char *buf, size_t length)
4674 {
4675         if (any_slab_objects(s))
4676                 return -EBUSY;
4677
4678         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4679         if (buf[0] == '1') {
4680                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4681                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4682         }
4683         calculate_sizes(s, -1);
4684         return length;
4685 }
4686 SLAB_ATTR(store_user);
4687
4688 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4689 {
4690         return 0;
4691 }
4692
4693 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4694                         const char *buf, size_t length)
4695 {
4696         int ret = -EINVAL;
4697
4698         if (buf[0] == '1') {
4699                 ret = validate_slab_cache(s);
4700                 if (ret >= 0)
4701                         ret = length;
4702         }
4703         return ret;
4704 }
4705 SLAB_ATTR(validate);
4706
4707 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4708 {
4709         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4710                 return -ENOSYS;
4711         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4712 }
4713 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4714
4715 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4716 {
4717         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4718                 return -ENOSYS;
4719         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4720 }
4721 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4722 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4723
4724 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4725 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4726 {
4727         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4728 }
4729
4730 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4731                                                         size_t length)
4732 {
4733         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4734         if (buf[0] == '1')
4735                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4736         return length;
4737 }
4738 SLAB_ATTR(failslab);
4739 #endif
4740
4741 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4742 {
4743         return 0;
4744 }
4745
4746 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4747                         const char *buf, size_t length)
4748 {
4749         if (buf[0] == '1') {
4750                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4751
4752                 if (rc)
4753                         return rc;
4754         } else
4755                 return -EINVAL;
4756         return length;
4757 }
4758 SLAB_ATTR(shrink);
4759
4760 #ifdef CONFIG_NUMA
4761 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4762 {
4763         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4764 }
4765
4766 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4767                                 const char *buf, size_t length)
4768 {
4769         unsigned long ratio;
4770         int err;
4771
4772         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4773         if (err)
4774                 return err;
4775
4776         if (ratio <= 100)
4777                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4778
4779         return length;
4780 }
4781 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4782 #endif
4783
4784 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4785 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4786 {
4787         unsigned long sum  = 0;
4788         int cpu;
4789         int len;
4790         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4791
4792         if (!data)
4793                 return -ENOMEM;
4794
4795         for_each_online_cpu(cpu) {
4796                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4797
4798                 data[cpu] = x;
4799                 sum += x;
4800         }
4801
4802         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4803
4804 #ifdef CONFIG_SMP
4805         for_each_online_cpu(cpu) {
4806                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4807                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4808         }
4809 #endif
4810         kfree(data);
4811         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4812 }
4813
4814 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4815 {
4816         int cpu;
4817
4818         for_each_online_cpu(cpu)
4819                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4820 }
4821
4822 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4823 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4824 {                                                               \
4825         return show_stat(s, buf, si);                           \
4826 }                                                               \
4827 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4828                                 const char *buf, size_t length) \
4829 {                                                               \
4830         if (buf[0] != '0')                                      \
4831                 return -EINVAL;                                 \
4832         clear_stat(s, si);                                      \
4833         return length;                                          \
4834 }                                                               \
4835 SLAB_ATTR(text);                                                \
4836
4837 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4838 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4839 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4840 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4841 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4842 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4843 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4844 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4845 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4846 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4847 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4848 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4849 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4850 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4851 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4852 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4853 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4854 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4855 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4856 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4857 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4858 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4859 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4860 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4861 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4862 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4863 #endif
4864
4865 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4866         &slab_size_attr.attr,
4867         &object_size_attr.attr,
4868         &objs_per_slab_attr.attr,
4869         &order_attr.attr,
4870         &min_partial_attr.attr,
4871         &cpu_partial_attr.attr,
4872         &objects_attr.attr,
4873         &objects_partial_attr.attr,
4874         &partial_attr.attr,
4875         &cpu_slabs_attr.attr,
4876         &ctor_attr.attr,
4877         &aliases_attr.attr,
4878         &align_attr.attr,
4879         &hwcache_align_attr.attr,
4880         &reclaim_account_attr.attr,
4881         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4882         &shrink_attr.attr,
4883         &reserved_attr.attr,
4884         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
4885 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4886         &total_objects_attr.attr,
4887         &slabs_attr.attr,
4888         &sanity_checks_attr.attr,
4889         &trace_attr.attr,
4890         &red_zone_attr.attr,
4891         &poison_attr.attr,
4892         &store_user_attr.attr,
4893         &validate_attr.attr,
4894         &alloc_calls_attr.attr,
4895         &free_calls_attr.attr,
4896 #endif
4897 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4898         &cache_dma_attr.attr,
4899 #endif
4900 #ifdef CONFIG_NUMA
4901         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4902 #endif
4903 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4904         &alloc_fastpath_attr.attr,
4905         &alloc_slowpath_attr.attr,
4906         &free_fastpath_attr.attr,
4907         &free_slowpath_attr.attr,
4908         &free_frozen_attr.attr,
4909         &free_add_partial_attr.attr,
4910         &free_remove_partial_attr.attr,
4911         &alloc_from_partial_attr.attr,
4912         &alloc_slab_attr.attr,
4913         &alloc_refill_attr.attr,
4914         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
4915         &free_slab_attr.attr,
4916         &cpuslab_flush_attr.attr,
4917         &deactivate_full_attr.attr,
4918         &deactivate_empty_attr.attr,
4919         &deactivate_to_head_attr.attr,
4920         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4921         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4922         &deactivate_bypass_attr.attr,
4923         &order_fallback_attr.attr,
4924         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4925         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4926         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
4927         &cpu_partial_free_attr.attr,
4928         &cpu_partial_node_attr.attr,
4929         &cpu_partial_drain_attr.attr,
4930 #endif
4931 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4932         &failslab_attr.attr,
4933 #endif
4934
4935         NULL
4936 };
4937
4938 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4939         .attrs = slab_attrs,
4940 };
4941
4942 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4943                                 struct attribute *attr,
4944                                 char *buf)
4945 {
4946         struct slab_attribute *attribute;
4947         struct kmem_cache *s;
4948         int err;
4949
4950         attribute = to_slab_attr(attr);
4951         s = to_slab(kobj);
4952
4953         if (!attribute->show)
4954                 return -EIO;
4955
4956         err = attribute->show(s, buf);
4957
4958         return err;
4959 }
4960
4961 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4962                                 struct attribute *attr,
4963                                 const char *buf, size_t len)
4964 {
4965         struct slab_attribute *attribute;
4966         struct kmem_cache *s;
4967         int err;
4968
4969         attribute = to_slab_attr(attr);
4970         s = to_slab(kobj);
4971
4972         if (!attribute->store)
4973                 return -EIO;
4974
4975         err = attribute->store(s, buf, len);
4976 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4977         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
4978                 int i;
4979
4980                 mutex_lock(&slab_mutex);
4981                 if (s->max_attr_size < len)
4982                         s->max_attr_size = len;
4983
4984                 /*
4985                  * This is a best effort propagation, so this function's return
4986                  * value will be determined by the parent cache only. This is
4987                  * basically because not all attributes will have a well
4988                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
4989                  * have permanent effects.
4990                  *
4991                  * Returning the error value of any of the children that fail
4992                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
4993                  * error code won't be able to know anything about the state of
4994                  * the cache.
4995                  *
4996                  * Only returning the error code for the parent cache at least
4997                  * has well defined semantics. The cache being written to
4998                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
4999                  * through the descendants with best-effort propagation.
5000                  */
5001                 for_each_memcg_cache_index(i) {
5002                         struct kmem_cache *c = cache_from_memcg(s, i);
5003                         if (c)
5004                                 attribute->store(c, buf, len);
5005                 }
5006                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5007         }
5008 #endif
5009         return err;
5010 }
5011
5012 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5013 {
5014 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5015         int i;
5016         char *buffer = NULL;
5017
5018         if (!is_root_cache(s))
5019                 return;
5020
5021         /*
5022          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5023          * in copying default values around
5024          */
5025         if (!s->max_attr_size)
5026                 return;
5027
5028         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5029                 char mbuf[64];
5030                 char *buf;
5031                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5032
5033                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5034                         continue;
5035
5036                 /*
5037                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5038                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5039                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5040                  *
5041                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5042                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5043                  * theoretically happen.
5044                  */
5045                 if (buffer)
5046                         buf = buffer;
5047                 else if (s->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5048                         buf = mbuf;
5049                 else {
5050                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5051                         if (WARN_ON(!buffer))
5052                                 continue;
5053                         buf = buffer;
5054                 }
5055
5056                 attr->show(s->memcg_params->root_cache, buf);
5057                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5058         }
5059
5060         if (buffer)
5061                 free_page((unsigned long)buffer);
5062 #endif
5063 }
5064
5065 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5066         .show = slab_attr_show,
5067         .store = slab_attr_store,
5068 };
5069
5070 static struct kobj_type slab_ktype = {
5071         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5072 };
5073
5074 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5075 {
5076         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5077
5078         if (ktype == &slab_ktype)
5079                 return 1;
5080         return 0;
5081 }
5082
5083 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5084         .filter = uevent_filter,
5085 };
5086
5087 static struct kset *slab_kset;
5088
5089 #define ID_STR_LENGTH 64
5090
5091 /* Create a unique string id for a slab cache:
5092  *
5093  * Format       :[flags-]size
5094  */
5095 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5096 {
5097         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5098         char *p = name;
5099
5100         BUG_ON(!name);
5101
5102         *p++ = ':';
5103         /*
5104          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5105          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5106          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5107          * are matched during merging to guarantee that the id is
5108          * unique.
5109          */
5110         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5111                 *p++ = 'd';
5112         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5113                 *p++ = 'a';
5114         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5115                 *p++ = 'F';
5116         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5117                 *p++ = 't';
5118         if (p != name + 1)
5119                 *p++ = '-';
5120         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5121
5122 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5123         if (!is_root_cache(s))
5124                 p += sprintf(p, "-%08d", memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5125 #endif
5126
5127         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5128         return name;
5129 }
5130
5131 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5132 {
5133         int err;
5134         const char *name;
5135         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5136
5137         if (unmergeable) {
5138                 /*
5139                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5140                  * This is typically the case for debug situations. In that
5141                  * case we can catch duplicate names easily.
5142                  */
5143                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5144                 name = s->name;
5145         } else {
5146                 /*
5147                  * Create a unique name for the slab as a target
5148                  * for the symlinks.
5149                  */
5150                 name = create_unique_id(s);
5151         }
5152
5153         s->kobj.kset = slab_kset;
5154         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5155         if (err) {
5156                 kobject_put(&s->kobj);
5157                 return err;
5158         }
5159
5160         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5161         if (err) {
5162                 kobject_del(&s->kobj);
5163                 kobject_put(&s->kobj);
5164                 return err;
5165         }
5166         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5167         if (!unmergeable) {
5168                 /* Setup first alias */
5169                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5170                 kfree(name);
5171         }
5172         return 0;
5173 }
5174
5175 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5176 {
5177         if (slab_state < FULL)
5178                 /*
5179                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5180                  * cache from sysfs.
5181                  */
5182                 return;
5183
5184         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5185         kobject_del(&s->kobj);
5186         kobject_put(&s->kobj);
5187 }
5188
5189 /*
5190  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5191  * available lest we lose that information.
5192  */
5193 struct saved_alias {
5194         struct kmem_cache *s;
5195         const char *name;
5196         struct saved_alias *next;
5197 };
5198
5199 static struct saved_alias *alias_list;
5200
5201 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5202 {
5203         struct saved_alias *al;
5204
5205         if (slab_state == FULL) {
5206                 /*
5207                  * If we have a leftover link then remove it.
5208                  */
5209                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5210                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5211         }
5212
5213         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5214         if (!al)
5215                 return -ENOMEM;
5216
5217         al->s = s;
5218         al->name = name;
5219         al->next = alias_list;
5220         alias_list = al;
5221         return 0;
5222 }
5223
5224 static int __init slab_sysfs_init(void)
5225 {
5226         struct kmem_cache *s;
5227         int err;
5228
5229         mutex_lock(&slab_mutex);
5230
5231         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5232         if (!slab_kset) {
5233                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5234                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5235                 return -ENOSYS;
5236         }
5237
5238         slab_state = FULL;
5239
5240         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5241                 err = sysfs_slab_add(s);
5242                 if (err)
5243                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5244                                                 " to sysfs\n", s->name);
5245         }
5246
5247         while (alias_list) {
5248                 struct saved_alias *al = alias_list;
5249
5250                 alias_list = alias_list->next;
5251                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5252                 if (err)
5253                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5254                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5255                 kfree(al);
5256         }
5257
5258         mutex_unlock(&slab_mutex);
5259         resiliency_test();
5260         return 0;
5261 }
5262
5263 __initcall(slab_sysfs_init);
5264 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5265
5266 /*
5267  * The /proc/slabinfo ABI
5268  */
5269 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5270 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5271 {
5272         unsigned long nr_partials = 0;
5273         unsigned long nr_slabs = 0;
5274         unsigned long nr_objs = 0;
5275         unsigned long nr_free = 0;
5276         int node;
5277
5278         for_each_online_node(node) {
5279                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5280
5281                 if (!n)
5282                         continue;
5283
5284                 nr_partials += n->nr_partial;
5285                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5286                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5287                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5288         }
5289
5290         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5291         sinfo->num_objs = nr_objs;
5292         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5293         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5294         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5295         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5296 }
5297
5298 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5299 {
5300 }
5301
5302 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5303                        size_t count, loff_t *ppos)
5304 {
5305         return -EIO;
5306 }
5307 #endif /* CONFIG_SLABINFO */